Se preparó la preparación de Cloruro de Cloro Penta Amina Cobalto(III) y se estudió Su Influencia en las Propiedades Estructurales y Ópticas del Acetato de Polivinilo

Resumen

Cloruro de cloro penta amina cobalto(III) Cl2, que se caracterizó mediante espectroscopia infrarroja por transformada de Fourier y difracción de rayos X. Los resultados obtenidos indicaron la formación de nanopartículas Cl2 ortorrómbicas de ≈28,75 nm de tamaño. Se prepararon películas poliméricas a base de acetato de polivinilo (PVAc) dopadas con cloruro de cloro penta amina, cobalto(III) Cl2 en diferentes proporciones porcentuales de peso utilizando la técnica de fundición con disolvente. La complejación del aditivo con el polímero se confirmó mediante estudios FTIR y SEM. El patrón XRD reveló que la amorficidad de la matriz polimérica de PVAc aumentaba al aumentar el contenido de Cl2. Los parámetros como el coeficiente de extinción, el índice de refracción, las partes reales e imaginarias y la conductividad óptica se estudiaron utilizando la absorbancia y las mediciones del espectrofotómetro UV-visible computarizado en el rango espectral de 190-800 nm. Este estudio demostró que las propiedades ópticas del PVAc se vieron afectadas por el dopaje del Cl2, donde la absorción aumentó al nivelar la concentración de Cl2. Se determinó la naturaleza de la transición electrónica de la banda de valencia a la banda de conducción y se estimaron los huecos de banda de energía de las muestras de películas compuestas mediante espectro UV-visible. Se observó que la conductividad óptica aumentaba con la energía de fotones y con el aumento de la concentración de Cl2.

1. Introducción

Los polímeros pueden exhibir varias propiedades mecánicas, eléctricas y ópticas dependiendo de las condiciones de síntesis y las propiedades químicas de la columna vertebral . Si un polímero se expone a la luz ultravioleta, se modifican sus propiedades químicas, como la solubilidad, del polímero en el área expuesta. La fotolitografía, que es un proceso bien conocido en electrónica, utiliza este principio .

Los polímeros se utilizan en un número increíble de aplicaciones. Más recientemente, se han producido avances significativos en el área de los dispositivos electrónicos flexibles basados en las útiles propiedades piezoeléctricas, semiconductoras, ópticas y electroópticas que se observan en algunos polímeros .

Los materiales poliméricos tienen un interés especial porque, en combinación con sales metálicas adecuadas, dan complejos que son útiles para el desarrollo de dispositivos electroquímicos avanzados de alta energía, por ejemplo, baterías, pilas de combustible, dispositivos de visualización electroquímicos y celdas fotoelectricas con facilidad de fabricación en tamaños deseables . Además, los polímeros tienen propiedades únicas, como peso ligero, alta flexibilidad y capacidad de fabricarse a baja temperatura y bajo costo . Las comunicaciones ópticas, incluidas las fibras ópticas de polímero, las guías de onda ópticas y los conectores ópticos, debido a su facilidad de proceso, costo relativamente bajo y producción en masa, se comparan con los materiales ópticos a base de sílice. También tienen ventajas potenciales para aplicaciones en sistemas de almacenamiento óptico, como alta estabilidad térmica, baja pérdida de absorción y la capacidad de cambiar el índice de refracción al exponerse a la luz . Las propiedades eléctricas y ópticas de los polímeros han atraído una gran atención en vista de sus aplicaciones en dispositivos ópticos con notables propiedades de reflexión, antirreflexión, interferencia y polarización .

Los polímeros vinílicos comerciales como el PVAc (C4H6O2)n se estudian intensamente debido a sus amplias aplicaciones en la industria. El acetato de polivinilo es un polímero termoplástico. Los materiales compuestos basados en PVAc fueron fabricados de manera significativa por las industrias de emulsionantes de resina, adhesivos, papel, pintura y textiles debido a las características y el sustrato reforzados de alta adherencia, similares a películas, inodoros y no inflamables para la producción de PVA . La incorporación de diversos aditivos metálicos en matrices de polímeros puede producir compuestos de matriz de polímeros y mejora sus propiedades para aplicaciones específicas .

Los compuestos de coordinación o complejos metálicos son iones metálicos rodeados por ligandos. Los ligandos son aniones o moléculas que pueden donar electrones a los orbitales d del ion metálico y formar un enlace. Ejemplos de ligandos comunes son el ion cloruro, el ion cianuro, el amoníaco, la etilendiamina y el etilendiaminotraaceteión (EDTA). Los iones metálicos que forman compuestos de coordinación provienen de un grupo de metales conocidos como metales de transición. Estos metales tienen más de un estado de oxidación. Esta propiedad permite que los metales de transición actúen como ácidos de Lewis . El complejo metálico utilizado en este trabajo es cloruro de cloro pentamina cobalto(III), que es un compuesto paramagnético . Se descompone al calentarse por encima de 150°C. Su solubilidad es de 0,4 g por 100 mL a 25°C.

En este trabajo se ha realizado un esfuerzo para estudiar el efecto de la adición de Cl2 en las propiedades estructurales y ópticas del acetato de polivinilo mediante técnicas de espectrómetro FTIR, XRD, SEM y UV-visible. Los resultados obtenidos de estas mediciones han sido analizados y discutidos.

2. Experimental

2.1. La preparación de Cloruro de cloro Penta Amina Cobalto(III) Cl2

Cloruro de cloro penta amina cobalto(III) Cl2 se preparó mediante el procedimiento descrito en la bibliografía .

1,7 g de cloruro de amonio NH4Cl se disolvió completamente en ~10 ml de amoníaco concentrado NH3 en un vaso de precipitados de 400 ml. Con agitación continua, se agregaron gradualmente 3,3 g de cloruro de cobalto(II) CoCl2 a la mezcla. Cuando se obtuvo una mezcla de color marrón, se agregaron lentamente 2,7 ml de peróxido de hidrógeno al 30% H2O2. Después de que la efervescencia se detuvo, se agregaron lentamente ~10 ml de ácido clorhídrico concentrado. Con agitación continua, la mezcla se calienta en una placa caliente y se mantiene a 85°C durante 20 minutos, y luego la mezcla se enfría a temperatura ambiente en un baño de hielo y filtro (utilizando un embudo Buchner). Los cristales de Cl2 se lavan con 5-6 porciones de 5 mL de agua helada (agua destilada enfriada en hielo) y luego 5-6 porciones de 5 ml de etanol C2H6O. Todos los productos químicos utilizados en la preparación de cloruro de cloro penta amina cobalto(III) se compraron a Sigma-Aldrich

2.2. Se compró a Aldrich una preparación de muestras

Poli(acetato de vinilo) (PVAc) con un peso molecular de 100.000. Las películas de compuestos PVAc / Cl2 se fabricaron mediante la técnica de fundición a solvente. Al principio, se agitó la emulsión de PVAc con agua destilada durante 10 h. Las fracciones de peso necesarias de Cl2 se dispersaron primero en agua destilada con un agitador magnético durante 1 h y luego se agregaron gradualmente a la emulsión polimérica con agitación continua y se mantuvieron debajo de la cuerda durante 2 h. Finalmente, la solución se vertió en placas de Petri limpias y se dejó evaporar lentamente a temperatura ambiente durante una semana. Después del secado, las películas se pelaron de las placas de Petri y se mantuvieron en desecadores al vacío hasta su uso. El espesor de las películas obtenidas estaba en el rango de ≈120-150 µm.

Se obtuvieron exploraciones de difracción de rayos X utilizando difractómetro DX – 2700 utilizando radiación Cu Ka ( = 1,5406 Å) operando a 40 kV y 30 mA, tomadas para el rango de 5-50°. Las mediciones se realizaron a temperatura ambiente. La intensidad difractada en función del ángel de reflexión fue trazada automáticamente por el difractómetro de rayos X. Los diversos picos obtenidos en el patrón de difracción dieron información sobre el tamaño y el espaciado interplanar del compuesto. El FTIR se registró en el espectrofotómetro infrarrojo por transformada de Fourier, Shimadzu, modelo IR-Prestige 21, utilizando pellets KBr. Los espectros FT-IR de las muestras se obtuvieron en el rango espectral de (4000-400) cm-1. Los espectros de absorción ultravioleta visible (UV-VIS) se midieron en la región de longitud de onda de 190-800 nm utilizando un espectrofotómetro de doble haz UV-1800 Shimadzu. La morfología de las películas se caracterizó por un microscopio electrónico de barrido con Bruker Nano GmbH, Alemania, que funciona a una tensión de aceleración de 5 kV.

3. Resultados y Discusión

3.1. Difracción de rayos X (DRX)

En la Figura 1 se muestra un patrón de DRX típico para Cl2. Se puede ver que se observaron muchos picos agudos en el perfil de rayos X. La naturaleza cristalina del Cl2 sintetizado fue observada por los diversos picos cristalinos agudos en el patrón XRD. Muestra picos de difracción en 15.8313, 25.6011, 32.6249 y 34.8279 correspondientes al (011), (221), (122), y (040) planos Cl2 que podrían indexarse a la estructura ortorrómbica que fueran consistentes con los datos de la literatura de Materials Data, Inc. . El tamaño medio de partícula se puede calcular utilizando la primera aproximación de esfera de la fórmula de Debye-Scherrer :donde está el diámetro medio de los cristales, es la longitud de onda de la radiación de rayos X, y es el ancho completo a la mitad de la intensidad máxima del pico (FWHM). El tamaño de partícula obtenido de Cl2 es de 28,75 nm. El parámetro estructural, como el ángulo de difracción (deg.), interplanar (Å), intensidad relativa y ancho completo a la mitad de FWHM máximo (deg.) figuran en el cuadro 1.

Material (gr.) (Å) FWHM (gr.)
Co(NH3)5ClCl2 15.7313 5.59343 100 0.2763
25.6011 3.47674 60 0.2046
33.4837 2.6741 36 0.2359
34.7279 2.5739 43 0.2143
Tabla 1
Difracción de ángulo (grados.), interplanar (Å), intensidad relativa (), y ancho completo a la mitad de FWHM máximo (deg.).

Figura 1
patrón de DIFRACCIÓN de rayos x de Cl2 en polvo.

Los PVAc son polímeros semicristalinos, como se indica en sus patrones de DRX ilustrados en la Figura 2 (a). La naturaleza cristalina de PVAc es enfatizada por los picos de difracción a = 19,54°, 40,54°, con un hombro sagrado a = 23° que representa la fase amorfa en PVAc .

(a)
(un)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
d)

(a)
(a)(b)
(b)(c)
(c)d)
d)

Figura 2
patrón de DIFRACCIÓN de rayos x para el PVAc/Cl2 compuestos película con concentraciones diferentes: (a) puro PVAc, (b) 3 en peso.% (c) 6 peso% , y d) 9 wt.%.

El grupo de funciones presente en la estructura de PVAc tiene un papel en el aumento de la perturbación de la columna vertebral de carbono, lo que resulta en una aparición de fases cristalinas en PVAc como se muestra en el patrón XRD Figura 2(a) . En las figuras 2 b), 2 c) y 2 d) se explicaba el patrón de DRX de PVAc/3, PVAc/6 y PVAc/9 en peso.% Cl2, respectivamente. Se puede ver que la intensidad del pico esencial de PVAc disminuyó y el ancho de banda aumentó con el aumento de las concentraciones de Cl2. El pico esencial de PVAc representa la región cristalina en PVAc, por lo que la reducción de la intensidad y el ensanchamiento de este pico se refiere a disminuciones en la cristalinidad y aumentos en la amorficidad. Este comportamiento demuestra la complejación entre el relleno y los polímeros en la región amorfa . El comportamiento del compuesto PVAc/Cl2 concuerda con PVAc/Pb3O4 y PVAc/TiO2 . Con 9 wt.% de concentración los picos pertenecen a Cl2 observados con menor intensidad porque la estructura de Cl2 está siendo cubierta con PVAc después de la formación de compuestos, lo que concuerda con (Roy et al. 2013) . Los polímeros con estructura tridimensional, como el poli (acetato de vinilo) (PVAc), tienen poros rígidos, que establecen un límite superior para el crecimiento aditivo dentro de dicha matriz polimérica .

El tamaño de partícula de las partículas Cl2 se encontró de acuerdo con el plano de dirección preferido (011) para PVAc/6 wt.% y peso 9.% de película de compuestos de Cl2 que están alrededor de 22,06 nm y 23,50 nm, respectivamente.

3.2. Espectroscopia Infrarroja por Transformada de Fourier (FTIR)

Los espectros FTIR de Cl2 muestran picos a 3278, 1620, 1307, 840 y 486 cm−1 que corresponden a la vibración de estiramiento de NH3, la vibración de deformación por degeneración del ligando NH3, la vibración de deformación simétrica de NH3, la vibración oscilante de NH3 y las vibraciones de estiramiento Co–NH3, respectivamente; también el pico Co–Cl apareció alrededor de 840 cm−1. La caracterización del FTIR estuvo de acuerdo con Najar y Majid (2013), que investigaron el Cl2. El único grupo funcional de Cl2 es N-H, que debe estar alrededor de 3100-3500 cm-1. La Figura 3 representa el espectro FTIR de Cl2; el N-H está entre 3161,34 y 3279,1 cm-1.

Figura 3
FTIR gráfico de Cl2.

El único grupo funcional de PVAc es C=O. La Figura 4 (a) representa el espectro FTIR para PVAc, C=O apareció alrededor de 1728,22 cm−1 , también C–O–C apareció alrededor de 1246 cm−1, mientras que C–H apareció alrededor de 2935,66 cm−1 . Vale la pena señalar que la banda de absorción cerca de 3400 cm-1 se debe a los grupos O-H. Las figuras 4 (b), 4(c) y 4(d) muestran que los picos de absorción de PVAc se desplazan al agregar Cl2. El desplazamiento da una idea de una interacción del Cl2 en la matriz polimérica . Con el aumento de la concentración de Cl2, los picos de absorción de IR aumentan debido a que la vibración de estiramiento se desplaza hacia un número de onda más alto , las bandas de absorción que pertenecen a Cl2 se vuelven más nítidas, mientras que la intensidad de las bandas de absorción de PVAc disminuye, lo que indica una presencia obvia de Cl2. La apariencia de la banda de absorción alrededor de 1728 cm−1 para muestras de 3, 6 y 9 pesos.% Cl2 confirma la presencia de PVAc en las muestras . Con 3 wt.% de Cl2, el N-H está oculto detrás de la punta redondeada de O-H, mientras que en concentraciones más altas el N–H apareció como una punta afilada.

(a)
(un)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
d)

(a)
(a)(b)
(b)(c)
(c)d)
d)

Figura 4
FTIR gráfico de PVAc/Cl2 compuestos película con concentraciones diferentes: (a) puro PVAc, (b) 3 en peso.% (c) 6 peso% , y d) 9 wt.%.

3.3. El microscopio Electrónico de barrido (SEM)

Las figuras 5(a), 5(b), 5(c) y 5(d) muestran las fotografías SEM de PVAc, PVAc/3 wt.% de Cl2, PVAc / 6 en peso% de Cl2 y PVAc / 9 en peso% de películas compuestas de Cl2, respectivamente. En la Figura 5 (a), aparecieron algunos granos de PVAc brillantes no disueltos. Otras manchas con diferente grado de rugosidad observadas en las imágenes de retrodispersión mostradas en las Figuras 5(b), 5(c) y 5(d) parecen ser aglomerados de partículas de Cl2, que aumentan al aumentar la concentración de Cl2. Los diámetros medios de estas partículas aglomeradas (granos) son de alrededor de 0,885, 1,83 y 2.114 µm para PVAc/3, PVAc/6 y PVAc/9 wt.% de películas compuestas de Cl2, respectivamente. El cambio sugiere que las moléculas de PVAc pueden dispersarse en fase de segmento blando con poca influencia en la separación y mezcla de microfasas de los segmentos duro y blando. El grado de rugosidad de la superficie de la película aumenta con el aumento del contenido de Cl2. Esto indica la segregación del relleno en la matriz huésped y esto puede confirmar la interacción y la complejación entre el aditivo y el polímero y también puede referirse al crecimiento de partículas de Cl2 en la matriz PVAc .

(a)
(un)
(b)
(b)
(c)
(c)
(d)
d)

(a)
(a)(b)
(b)(c)
(c)d)
d)

Figura 5
SEM fotografías para el PVAc/Cl2 compuesto películas con diferentes concentraciones de Cl2: (a) 0 wt.% , b) 3 peso% , c) 6 peso% , y d) 9 wt.%.

3.4. Espectros UV-VIS

Los espectros de absorbancia para películas dopadas con PVAc/Cl2 se muestran en la Figura 6. Como se indica en la Figura 6, Cl2 mejora la absorbancia del huésped PVAc. Los espectros de absorción UV-visibles de las películas de compuestos de PVAc y PVAc / Cl2 se realizan a temperatura ambiente. Las dependencias espectrales simuladas de las funciones ópticas muestran inequívocamente que el papel principal en los espectros observados juega un ensanchamiento electrón-fonón. El patrón de absorción óptica UV de PVAc muestra una banda de absorción como hombro a aproximadamente = 260 nm. Esta banda se atribuye al grupo carbonilo . Se observa que la longitud de onda correspondiente a la banda de absorción como hombro aumenta con el aumento del contenido de Cl2; este aumento se ha atribuido a las pequeñas inhomogeneidades estructurales presentes en PVAc que se deben al crecimiento de Cl2 dentro de la matriz polimérica. Como las películas compuestas muestran un comportamiento de desplazamiento al rojo, estos desplazamientos indican la complejación entre el Cl2 y el PVAc y también pueden deberse a un cambio en la cristalinidad con presencia de aditivo . Estos resultados fueron confirmados por los resultados de la radiografía. A partir de la Figura 6, se observó una pequeña banda de absorción a unos 500 nm. La formación de nuevos picos para las muestras y también el ensanchamiento de esos picos con el aumento de Cl2 indican una interacción considerable entre el aditivo y el polímero huésped . También la Figura 6 muestra que la absorbancia aumenta al agregar diferentes porcentajes de peso de Cl2; esto está relacionado con la absorbancia de Cl2 o, en otras palabras, la absorbancia aumenta con los porcentajes de partículas absorbidas . La absorción a cualquier longitud de onda depende del número de partículas a lo largo del baño de la luz incidente (es decir, depende de la concentración de Cl2) y de la longitud de la trayectoria óptica que la atraviesa . Estos resultados tienen un buen acuerdo con Abdelaziz .

Gráfico 6
Absorción óptica en función de la longitud de onda para PVAc con 0, 3, 6 y 9 wt.% de concentración de Cl2 a temperatura ambiente.

El coeficiente de absorción se define como la capacidad de un material para absorber la luz de una longitud de onda dada. El coeficiente de absorción se calculó a partir de la absorbancia óptica mediante la siguiente relación :La Figura 7 muestra la variación del coeficiente de absorción con energía de fotones para PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6 y PVAc/9 wt.% de películas de compuestos de Cl2. Está claro que el coeficiente de absorción aumenta con la concentración de Cl2; esto puede atribuirse al aumento de la absorbancia . La Figura 7 también muestra la dependencia del coeficiente de absorción de la energía de fotones incidente, indicada a partir del bajo valor del coeficiente de absorción con bajo valor de energía de fotones y viceversa, lo que significa que la posibilidad de transición de electrones aumenta con la energía de fotones.

Figura 7
El coeficiente de absorción para el PVAc con 0, 3, 6, y 9 wt.% de concentración de compuestos de Cl2 versus energía de fotones.

A partir de los resultados anteriores del coeficiente de absorción, la transición de electrones de PVAc/Cl2 es indirecta. Se obtiene un buen ajuste lineal para y contra como se muestra en las Figuras 8 y 9, respectivamente. Los valores respectivos de se obtienen extrapolando a y para la transición indirecta permitida y la transición indirecta prohibida, respectivamente. El contenido es responsable de la formación de algunos defectos en las películas. Estos defectos producen los estados localizados en la brecha y superposición de la banda óptica. Estas superposiciones dan evidencia de una disminución de la brecha de banda de energía cuando el contenido de Cl2 aumenta en la matriz polimérica, como se muestra en las Figuras 8 y 9. En otras palabras, la disminución de la brecha óptica refleja el aumento del grado de desorden en las películas PVAc. Abdelaziz y Ghannam observaron resultados similares, respectivamente. O puede atribuirse a la complejación aditiva con la matriz polimérica . Estos resultados concuerdan con las observaciones de FTIR, SEM y XRD.

Figura 8
frente a la energía del fotón de PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6, y PVAc/9 wt.% de compuestos de Cl2.

Figura 9
frente a la energía del fotón de PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6, y PVAc/9 wt.% de compuestos de Cl2.

La Figura 10 muestra los valores de brecha de energía para la transición indirecta (permitida y prohibida) para (PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6 y PVAc/9 wt.% Cl2) compuestos.

Figura 10
brecha de Energía de PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6, y PVAc/9 wt.% de compuestos de Cl2 frente a la concentración de Cl2.

El coeficiente de extinción se calculó utilizando la siguiente ecuación: La dependencia del coeficiente de extinción de la longitud de onda en el rango de 190-800 nm de muestras de compuestos PVAc/Cl2 se muestra en la Figura 11. Está claro que el coeficiente de extinción para la muestra de PVAc puro muestra una disminución en los valores de todas las longitudes de onda (190-800) nm, mientras que aumenta para PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6 y PVAc/9 wt.% de Cl2 en la longitud de onda de 400 nm a 800 nm. El coeficiente de extinción se incrementó para las películas PVAc con el aumento de la concentración de Cl2; esto se debe al aumento del coeficiente de absorción .

Figura 11
coeficiente de Extinción de PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6, y PVAc/9 wt.% de compuestos Cl2 versus longitud de onda.

El índice de refracción es una propiedad óptica fundamental de los polímeros que está directamente relacionada con otras propiedades ópticas, eléctricas y magnéticas y también es de interés para aquellos que estudian las propiedades físicas, químicas y moleculares de los polímeros mediante técnicas ópticas . El índice de refracción se calcula por dónde se obtiene la reflectancia de los espectros de absorción y transmisión de acuerdo con la ley de conservación de la energía . La Figura 12 representa el índice de refracción para el peso de PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6 y PVAc/9.% de películas de compuestos de Cl2 en el rango de longitudes de onda investigado. La inspección de la Figura 12 indica para todas las composiciones que el índice de refracción disminuye con el aumento de la longitud de onda. La figura muestra que el índice de refracción aumenta como resultado del aumento del porcentaje de Cl2, que se debe al aumento de la densidad de la película de compuestos como resultado del contenido de Cl2. En la literatura, la relación entre el índice de refracción y la densidad de masa se describe como lineal . El aumento del índice de refracción con la concentración de Cl2 es el resultado del aumento del número de refracciones atómicas debido al aumento de la polarizabilidad lineal que concuerda con la fórmula de Lorentz-Lorentz .

Figura 12
el índice de Refracción de PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6, y PVAc/9 wt.% de compuestos Cl2 versus longitud de onda.

La constante dieléctrica se define como la respuesta del material hacia el campo electromagnético incidente. La constante dieléctrica de () está dada por la siguiente ecuación :donde () y () son las partes real e imaginaria de la constante dieléctrica, respectivamente, que se puede obtener por las siguientes ecuaciones :La dependencia de la parte real de la longitud de onda se muestra en la Figura 13 para PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6 y PVAc/9 wt.% de Cl2. Se puede notar, a partir de esta figura, que la parte real depende del índice de refracción porque el efecto del coeficiente de extinción es muy pequeño, por lo que podría estar cancelando . La parte real de la constante dieléctrica aumenta con la concentración de Cl2 y el vértice de las curvas se desplaza a longitudes de onda más altas con un porcentaje de Cl2 creciente que puede atribuirse a la dependencia de la parte real de la constante dieléctrica sobre el índice de refracción . La parte imaginaria de la constante dieléctrica en función de la longitud de onda se muestra en la Figura 14. Está claro que la parte imaginaria depende del coeficiente de extinción, especialmente en el rango de longitud de onda alrededor de (390-800), donde el índice de refracción se mantiene casi constante mientras que el coeficiente de extinción aumenta con la longitud de onda .

Figura 13
parte Real de la constante dieléctrica de PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6, y PVAc/9 wt.% de compuestos Cl2 versus longitud de onda.

Figura 14
la parte Imaginaria de la constante dieléctrica de PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6, y PVAc/9 wt.% de compuestos Cl2 versus longitud de onda.

Se utilizó el coeficiente de absorción y el índice de refracción para obtener la conductividad óptica (), por la siguiente relación :donde es la velocidad de la luz en el espacio. La Figura 15 muestra la variación de la conductividad óptica de los pesos PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6 y PVAc/9.% de películas de compuestos de Cl2, en función de la energía de fotones. La conductividad del PVA puro es casi constante hasta alrededor de 5,2 eV de energía de fotones, después de eso aumenta con el aumento de la energía de fotones. La concentración de Cl2 causó el aumento de la conductividad óptica, que se debe a la alta absorbancia de las películas de compuestos poliméricos. El aumento de la conductancia óptica y la disminución de la energía de separación de banda de PVAc/Cl2 con el aumento de la concentración de Cl2, se pueden atribuir al aumento del número de portadores de carga móviles y también al aumento de la naturaleza amorfa del polímero huésped . Estos resultados concuerdan con Al-Taa’y et al. .

Figura 15
La óptica de la conductividad PVAc/0, PVAc/3, PVAc/6, y PVAc/9 wt.% de películas de compuestos de Cl2 en función de la energía de fotones.

4. Conclusiones

Se prepararon películas poliméricas basadas en PVAc con diferentes concentraciones de Cl2 utilizando la técnica de colada por solvente. XRD denostó que el Cl2 sintetizado estaba indexado a la estructura ortorrómbica. La formación de una interacción y complejación intermolecular entre PVAc y Cl2 se ha confirmado mediante XRD, FTIR, SEM y UV. Los resultados UV indicaron que el Cl2 puede mejorar efectivamente las propiedades ópticas del PVAc. El coeficiente de absorción aumentó al aumentar el porcentaje de peso del aditivo. El aumento de la conductancia óptica y la disminución de la brecha de banda de energía de la matriz del huésped polimérico con el aumento de la concentración de Cl2 se atribuyeron al aumento del número de portadores de carga móviles y también al aumento de la naturaleza amorfa de la matriz del huésped polimérico. Las constantes ópticas, como los coeficientes de extinción, el índice de refracción, las constantes dieléctricas reales e imaginarias y la conductancia óptica, dependen de la concentración de Cl2 en la película polimérica. PVAc/9 en peso Las películas de compuestos % Cl2 muestran las mejores propiedades ópticas. Este tipo de compuestos podría ser un candidato adecuado para las células fotovoltaicas, aunque se desean más estudios y mejoras. Además, este trabajo confirma que el índice de refracción y la brecha energética están fuertemente correlacionados.

En resumen, las mediciones de las propiedades ópticas indican que el Cl2 es un aditivo útil para aumentar simultáneamente la absorbancia y la conductividad óptica del PVAc. Como resultado, la película compuesta PVAc/Cl2 muestra cambios dramáticos en las propiedades ópticas que la ayudan en la fabricación de dispositivos ópticos.

Conflicto de intereses

Los autores declaran que no existe conflicto de intereses con respecto a la publicación de este artículo.

Agradecimientos

Los autores agradecen al Dr. Nadher Najem por las útiles discusiones durante el desarrollo de este trabajo; también quieren expresar su profunda procreación al Dr. Mohammed Hadi por su útil asistencia en la medición de la radiografía.

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