Síntesis y caracterización de compositos de nanopartículas de CoFe2O4 y polietilendioxitiofeno:poliestirensulfonato

MATÍAS LANÚS MENDEZ ELIZALDE; CARLOS ACHA; FERNANDO V. MOLINA; P. SOLEDAD ANTONEL

Carlos Paz

Congreso; XX Congreso Argentino de Fisicoquímica y Química Inorgánica; 2017

Asociación Argentina de Investigaciones Fisicoquímicas

Motivación: Los compositos de polímeros conductores y nanopartículas magnéticas (NPM) constituyen una importante clase de nanoestructuras, ya que presentan magnetismo y conductividad eléctrica en un único material. La presencia del polímero reduce la aglomeración de las nanopartículas. Además, las propiedades magnéticas y conductoras de los compositos pueden ser sintonizadas variando las condiciones de síntesis. Dentro de los polímeros conductores, el polietilendioxitiofeno (PEDOT) es muy interesante dada su alta estabilidad y sus excelentes propiedades ópticas y conductoras. Su baja solubilidad en solventes convencionales se puede mejorar mediante una derivatización empleando poliestirensulfonato (PSS). Entonces, la mejora en las características y propiedades del material, con el objetivo de diseñar una aplicación específica (por ejemplo, en el campo de sensores o actuadores), requiere una comprensión de los efectos inducidos por los parámetros de síntesis. Resultados: Se prepararon compositos CoFe2O4@PEDOT:PSS mediante la polimerización in situ de EDOT en presencia de las NPM de CoFe2O4 y de PSS a pH 2, utilizando persulfato de amonio como agente oxidante. Se varió la relación EDOT:NPM empleada en el medio de reacción, manteniendo las relaciones EDOT:PSS y EDOT:APS constantes. Se comprobó un marcado aumento de la solubilidad del PEDOT por el uso de PSS. Al separar del medio de reacción los materiales obtenidos, utilizando la técnica de centrifugación, los sobrenadantes de color azul intenso mostraron la presenciade PEDOT soluble en los mismos. Los sólidos se caracterizaron por: FTIR, DRX, SEM, TEM, TG y medidas de magnetización y de conductividad eléctrica. A partir de las imágenes de SEM se pudo observar la presencia de nanoestructuras de tipo core-shell (con un core de NPM, y shell de polímero) para todas las proporciones EDOT:NPM empleadas en las síntesis. Este hecho puede explicarse teniendo en cuenta que la presencia de PSS da lugar a un PEDOT de alta solubilidad en agua (solvente empleado en las síntesis), por lo que los sólidos separados durante el proceso de centrifugación corresponden principalmente a NPM recubiertas con PEDOT. Los compositos presentaron, además, buenas propiedades magnéticas y conductoras.Conclusiones: Se obtuvieron compositos con buenas propiedades magnéticas y conductoras, las cuales dependen de las condiciones de síntesis. La derivatización de PEDOT con PSS da lugar a la formación de nanoestructuras de tipo core-shell.