Síntesis de complejos de Eu(III) y Tb(III)-TPTZ inmersos en matrices de pmma para aplicaciones como emisores de luz y termometría luminiscente

Abstract

En esta investigación se sintetizaron complejos lantánidos utilizando el ligante TPTZ y los iones Eu3+ y Tb3+. Los complejos lantánidos sintetizados fueron Eu–TPTZ, Tb–TPTZ y la combinación de ambos iones Tb/Eu–TPTZ. Mediante espectroscopia de IR y modelado molecular se sugiere una coordinación entre los iones Tb3+ y Eu3+ con el ligante TPTZ a través de átomos de nitrógeno en el anillo de piridina y triazina, además de la coordinación de grupos nitratos en la esfera de coordinación. Los complejos lantánidos se caracterizaron mediante fotoluminiscencia, obteniéndose su espectro de excitación y emisión, así como, rendimiento cuántico, tiempos de vida, pureza y temperatura de color. El complejo Eu–TPTZ presentó una emisión en el rojo y el complejo Tb–TPTZ en el verde del espectro electromagnético, mientras que el complejo Tb/Eu–TPTZ mostró una emisión en el amarillo. Los tres complejos en polvo se incorporaron en una matriz polimérica de PMMA para el diseño de materiales híbridos transparentes para posibles aplicaciones tecnológicas. Se encontró que las propiedades luminiscentes de las películas hibridas cambian en comparación a las propiedades mostradas en polvo, entre las que destacan el aumento del rendimiento cuántico, la disminución de los tiempos de vida y la pureza del color. Estos cambios probablemente sean debidos a la posible interacción del grupo carbonilo del PMMA con los iones lantánidos. Las propiedades luminiscentes de las películas hibridas transparentes mostraron una alta dependencia a la temperatura. La película (Tb/Eu–TPTZ)PMMA se evaluó mediante termometría luminiscente en el rango de 25 a 120 °C, donde la transición 5D4 → 7F5 decae un 94%, mientras que la transición 5D0 → 7F2 el 76%. Por lo que estas diferentes dependencias permitieron evaluarlo mediante el método FIR para su uso posible aplicación como termómetro luminiscente, y sensor de temperatura. La evidencia experimental reportada en este trabajo nos permite concluir que la película hibrida (Tb/Eu–TPTZ)PMMA tiene propiedades promisorias para ser propuesto como termómetro luminiscente y sensor de temperatura en el rango de 25 a 100 °C.