Фізико-хімічна характеристика композитів високодисперсних оксидів перехідних металів з електропровідними полімерами - Курсовая работа

2.3 Методика синтезу композитів 2.3.1 Синтез ПАН-МОО3Поліаніліни зберігають свої властивості при контакті з атмосферним киснем і вологою [8], здатні накопичувати електричні заряди високої питомої густини [9], можуть змінювати свій колір в залежності від величини електродного потенціалу [10] та проявляти високу вибіркову чутливість до аміаку, оксидів азоту, парів аліфатичних спиртів тощо [11-13]. Інтерес до електропровідних полімерів органічних матеріалів в останній час значно виріс, що повязано з розвитком нових галузей науки і техніки, зокрема, нанотехнологій, засобів відображення інформації, перетворювачів енергії нового типу [15], а також з необхідністю зменшення витрат матеріалів. Електропровідні полімери дають змогу забезпечити перехід метал - ізолятор і здійснити процес створення нового покоління матеріалів з електричними і оптичними властивостями металів чи напівпровідників. Провідність полімерних матеріалів, що містять електропровідні наповнювачі, може змінюватись в межах десяти десяткових порядків, досягаючи значень від ізоляторів до металів , ЕПП є одним з найбільш цікавих класів низькорозмірних МАТЕРІАЛІВЕПП матеріали використовують як електроактивні плівки, інгібітори корозії, антистатичні покриття, захисні екрани від електромагнітного випромінювання, а також для створення джерел струму та оптичних вікон із регульованою областю прозорості. Синтез ПАН окисненням Ан різними окисниками у водних розчинах використовують не тільки для отримання дисперсного ПАН, а й для модифікації різних матеріалів цим полімером у процесі синтезу (in situ) [26-28, 24].Створення нових функціональних нанодисперсних матеріалів та композитів на їх основі із покращеними фізико - хімічними властивостями, вдосконалення технології одержання та оптимізація структури і морфології існуючих матеріалів відкриє нові можливості їх практичного використання в якості електродних електрохімічних джерел струму нового покоління, розширює їх застосування, задовільняє запити на створення потужних батарейних систем зберігання та накопичення електричної енергії для відновлювальної енергетики, електромобілебудування тощо. Сьогодні розвинутими країнами створюються джерела акумуляторного типу з високою питомою енергією для використання в електромобілебудуванні, а також у якості накопичувача електричної енергії, одержаної від відновлювальних джерел, наприклад, сонячного випромінювання, а також енерґії у формі тепла, що утворююється при згорянні продуктів хімічного, біохімічного або рослинного походження [33]. Високий відємний потенціал літієвого аноду дозволяє використовувати в якості позитивного електроду (катоду) гальванічного елемента речовини-окиснювачі навіть з невисоким позитивним потенціалом. Упродовж тривалого часу досліджень і вдосконалення літієвих джерел енергії запропоновано велику кількість як органічних, так й неорганічних речовин, придатних до використання в якості позитивного електроду. В літієвому акумуляторі при його зарядженні відбувається зворотній процес - деінтеркаляція іонів літію з матеріалу катоду, перенесення їх до аноду, на якому іони літію окиснюються до нуль валентного стану та осаджуються на літієвому електроді.Під час синтезу композитів, а також одержання композитів на основі поліпіролу та поліаніліну використовували наступні речовини та матеріали : - МОО3; ванадат амонія (NH4VO3);Безбарвна рідина, малорозчинна у воді, змішується з спиртом, ефіром, бензолом; Під впливом повітря швидко темніє, стає коричневою. Наважку порошку ванадату амонію (NH4VO3) 0,8г було перенесено в конічну колбу, що містить 98мл дистильованої води, одержану суміш перемішуємо на магнітній мішалці протягом 20хв., а потім суспензію підкислюють (по краплях) концентрованою сульфатною кислотою (H2SO4) 2мл, щоб колір розчину став блідо-жовтим. До цього блідо-жовтого розчину додають 0,3г порошку МОО3 і обробляють ультразвуком протягом 30хв., повинна сформуватись суспензія брудно-білого кольору. Процедура схожа на синтез ПАН-МОО3, яка згадувалась вище була прийнята для синтезу ППІРОЛ-МОО3. Електропровідність вимірювали у спеціально виготовлених чарунках, де діелектриком слугував фторопласт, контактами - срібні пластини, внутрішній опір такої чарунки становив менш ніж 0,001 Ом та комплексу апаратури для вимірювання опору - прецизійного інтегруючого омметру Щ306.Питому електропровідність синтезованих композитів вимірювали по методиці приведеній в розділі 2.4. Як видно із табл.1. зразки електропровідних композитів володіють невисокою електропровідністю порівняно із самим МОО3, це може бути обумовлено тим, що ступінь легування поліпіролута полі аніліну є дуже невеликий, оскільки наночастинки МОО3 одержаного в ході синтезу можуть прилипати до макромолекул поліпіролу та поліаніліну, блокуючи активні центри в полімері і тим самим перешкоджають їх адсорбції та легуванню. Наступним етапом наших досліджень було вивчення впливу умов синтезу композитів MOO3-ППІРОЛ, MOO3-ПАН, а також способу формування катодного матеріалу на розрядні характеристики сконструйованих

ЗМІСТ

Вступ

1. Літературний огляд

1.1 Електропровідні полімери та їх методи одержання

1.2 Нанокомпозити на основі електропровідних полімерів та оксидів металів

1.3 Оксид молібдену як електродний матеріал для хімічних джерел струму

1.4 Напрямки використання провідних полімерних сполук та композитів на їх основі

2. Методика експериментального дослідження

2.1 Опис вихідних речовин

ВСТУП електропровідний полімер композит літієвий

Актуальним завданням є дослідження композитів високодисперсних оксидів перехідних металів (MOO3, V2O5, Fe3O4, TIO2, MNO2) з електропровідними полімерами - поліаніліном, політіофеном, поліпіролом, для виготовлення електродів ХДС, яке відкриває перспективу зменшення ступеня їхньої структурної деградації, збільшення швидкості перебігу струмоутворюючих процесів, що у свою чергу, забезпечує тривалу експлуатацію ХДС, можливість їх заряджання - розряджання великим струмом.