Синтез електропровідних полімерів. Основні форми поліаніліну. Синтез наночастинок золота. Електрокаталітичні властивості металонаповнених полімерних композитів. Окиснення попередньо відновленої до лейкоемеральдинової форми функціоналізованої Пан плівки.
Аннотация к работе
2.1.3 Аналіз методів дослідження та характеристика обладнання 2.1.4 Характеристика обєкта дослідження, речовин, їхніх небезпечних властивостей 2.2.3 Заходи щодо безпеки під час роботи з обладнанням, обєктом дослідження і речовинами3.3 Експериментальні методики 3.3.1 Метод циклічної вольтамперометрії (ЦВА)4.1 Електрохімічний синтез-SH функіоналізованої поліанілінової плівкиПерелік використаної літератури полімер поліанілін електрокаталітичний лейкоемеральдиновий Перелік умовних позначень і скорочень 2-АТФ - 2-амінотіофенол 3-АТФ - 3-амінотіофенол 4-АТФ - 4-амінотіофенолПостійна мініатюризація у промисловості, стійка тенденція до якої спостерігається уже понад 60 років, вимагає пошуку все нових і нових матеріалів для джерел струму, резистивних тонкошарових елементів, каталізаторів для тонкого органічного синтезу, чутливих шарів сенсорів, та інших тонкошарових композитів із наперед заданими властивостями. Переваги використання поліаніліну як матриці і одночасно наповнювача - репліканта для струмопровідних композитів, полягають у його доступності, простоті синтезу, низькій ціні, нетоксичності для людини та навколишнього середовища [3], хімічній інертності для інтеркальованого металічного літію, його боргідриду, та нових, перспективних гідридів.До електропровідних полімерів (ЕП) належать поліспряжені сполуки, які виявляють електричні, магнітні, оптичні властивості металів, зберігаючи механічні властивості звичайних полімерів [4]. Важлива властивість ЕП - здатність набувати високу провідність у результаті введення незначних концентрацій допанта в матрицю вихідних поліспряжених полімерів, наслідком чого є одержання матеріалів з металічною або напівпровідниковою провідністю від 1 до 10-5 См·см-1 [5]. Допування проводять шляхом хімічного чи електрохімічного окиснення (р-допування) або відновлення (n-допування) полімеру. Електронейтральність полімеру загалом зберігається за допомогою включення в полімерну матрицю з розчину електроліту допантів іонів протилежного знаку. Допування для поліаренів, важливим представником яких слугує поліанілін, є оборотнім процесом, чим зумовлюється застосування ЕП для використання як електродних матеріалів при створенні іонселективних електродів, керованих електричним полем напівпроникних та протон-провідних мембран електролізерів, ферментаторів та паливних елементів, газових, хемо-та біосенсорів [6].Клас полімерів анілінового ряду складається з різних за будовою та ступенем окиснення ВМС, які є похідними основної форми ПАН, яку можна зобразити наступною формулою [8]: Рис.1.2 - Загальна структура поліаніліну: а - відновлена форма; б - окиснена форма. Можливо багато різних типів олігомерів аніліну в залежності від наявності кінцевої групи (фенільна, аміногрупа), які можуть бути однаковими або різними. Якщо ланцюги достатньо довгі, ПАН може існувати в трьох різних окиснених станах - при (1-у)=0 маємо форму повністю відновленого полімеру "лейкоемеральдин" (ЛЕ); при (1-у) = 0,5 "частково окиснений" полімер "емеральдин" (ЕМ) та при (1-у) = 1 - повністю окиснений полімер "пернігранілін" (ПЕ) [9].В промислових масштабах ПАН головним чином синтезується хімічним окисненням аніліну в присутності пероксидних сполук (наприклад пероксодисульфату амонію (NH4)2S2O8)чи іншого окисника або шляхом використання електрохімічних методів, однак, для синтезу активних шарів хемосенсорів цей метод не виправдовує себе [11]. Хімічний синтез потребує трьох реагентів: власне аніліну, кислотного середовища (водного чи органічного) та окисника. Пероксодисульфат амонію ((NH4)2S2O8), дихромат калію (K2Cr2O7), сульфат церію (Се(SO4)2), ванадат натрію (NAVO3), [K3(Fe(CN)6], KIO3, пероксид водню (H2O2) використовуються як окисники. Для синтезу ПАН використовують наступні три електрохімічні методи: · гальваностатичний метод, коли застосовують постійний струм (густина струму 0,1 - 5,0 МА/см2);В даному випадку полімери з системою спряжених звязків отримують у вигляді тонких електропровідних плівок на поверхні інертних електродів внаслідок анодного окиснення або катодного відновлення відповідних мономерів як у водному, так і в неводному середовищі. На першій стадії електродного процесу здійснюється одноелектронне окиснення відповідного мономеру до його катіон радикалу [11]: Існування цього радикалу було підтверджено вимірюваннями сигналу ЕПР в процесі електроокиснювального осадження ПАN на Рт-електроді з 0,1 М розчину Фізико-хімічні властивості поліаніліну чи полікатіон-радикалів, до яких відносяться ЕПП в n-чи р-допованому стані, можуть залежати не тільки від хімічного складу, але й від структури, морфології і товщини полімерної плівки, які можуть бути різними для полімерів одного і того ж хімічного складу, приготовлених в різних умовах [13]. В дуже тонких плівках зростає протяжність ланцюга спряження, що може суттєво вплинути на провідність, спектральні і електрохімічні властивості полімеру. У випадку дуже тонких плівок зростає протяжність ланцюга спряження, що може суттєво впливати н
План
Зміст
Перелік умовних позначень
Вступ
Розділ 1. Літературний огляд
1.1 Електропровідні полімери, їх синтез та властивості