Síntese de nanocristais de semicondutores em líquidos iónicos

Mestrado em Engenharia QuímicaO principal objetivo deste trabalho consiste na utilização de liquidos iónicos na síntese de nanocristais de sulfureto de cobre, e o estudo do seu efeito no tipo de nanocristais obtidos. Os nanocristais foram sintetizados a partir da decomposição de precursores unimoleculares em líquido iónico, sendo os precursores complexos do tipo dialquilditiocarbamato de cobre (II). Utilizaramse três precursores diferentes, o dietil, dibutil e dihexilditiocarbamato de cobre (II), sendo o primeiro preparado por precipitação direta e os outros dois complexos por inserção de CS2 na amina secundária correspondente, dibutilamina e dihexilamina. Após a síntese dos diversos precursores, realizouse caracterização dos mesmos, de forma a confirmar a obtenção dos complexos desejados e a sua pureza. O primeiro líquido iónico usado para a decomposição dos precursores foi o THTDP N(CN)2, não se verificando diferenças para os diferentes tipos de precursor utilizados. De forma a avaliar possiveis variações nas caraceristicas do produto final, realizou-se a decomposição de um dos precursores (Cu(S2CN(n-But)2)2) em outros dois líquidos iónicos, o THTDP NTf2 e o THTDP CH3SO3, bem como num solvente convencional, a oleilamina. Verificam-se diferenças quanto à fase cristalina dos nanocristais obtidos, com os diferentes solventes utilizados, indicando a possibilidade de controlar a fase cristalina dos nanocristais, variando o solvente utilizado. A implementação dos liquidos iónicos para a síntese de nanocristais pode levar ao melhor controle da fase cristalina dos nanocristais de sulfureto de cobre, bem como ao desenvolvimento de um procedimento mais “verde”. Devido aos liquidos iónicosnão se degradarem e possuirem uma pressão de vapor muito baixa, poderão ser recuperados e reutilizados neste processo, no entanto será necessário algum trabalho de investigação nesse sentido.The main objective of this work was the synthesis of copper sulfide nanocrystals in ionic liquids, and the study of its effect on the type of nanocrystals obtained. The nanocrystals were synthesized from the decomposition of single-molecular precursors in ionic liquid. Three different precursors were used: copper (II) diethyl, dibutyl and dihexildithiocarbamate, being the first prepared by direct precipitation and the other complexes by insertion of CS2 in the corresponding secondary amine, dibutylamine and dihexilamine. After the synthesis, the characterization of the precursors was assessed, in order to confirm the achievement of the desired complex and its purity. The first ionic liquid studied for the decomposition of the precursors was THTDP N(CN)2. No visible differences were observed in the product obtained for the diverse types of precursors used. In order to study the effect of the solvent in the product obtained, the decomposition of a precursor (Cu(S2CN(n-But)2)2) was made in two different ionic liquids, the THTDP NTf2 and THTDP CH3SO3, as well as in a conventional organic solvent, namely oleylamine. The different solvents used promote differences in the crystalline phase of the nanocrystals obtained showing the possibility of controlling the crystalline phase by varying the solvent used. The employment of ionic liquids in the synthesis of nanocrystals may lead to a better control of the phase of copper sulfide nanocrystals, as well as to develop a more "greener" process for the synthesis of this type of materials. Due to the ionic liquids does not degrade and have a very low vapor pressure, can be possible to recovered and reused, however it will be necessary some research work to achieve this goal