gazya.ru страница 1
скачать файл

УДК 699+546

СИНТЕЗ И ЭЛЕКТРОХИМИЧЕСКИЕ СВОЙСТВА КОМПОЗИТОВ НА ОСНОВЕ УГЛЕРОДНЫХ НАНОТРУБОК И ПОЛИАНИЛИНА
Ковальчук Е. П., Томилов А. П., Ковалышин Я. С.

Львовский национальный университет им. И. Франко

Украина, г. Львов, kovalch@franko.lviv.ua
Интерес к нанотехнологиям обусловлен уникальными свойствами наноформ углерода: фуллеренов и углеродных нанотрубок (УНТ). Другой класс наноструктурированных веществ охватывает полимеры с собственной электронной проводимостью. Сочетание этих двух компонентов в одном композите позволяет создавать наноструктуры, обладающие комплексом полезных физико-химических свойств. Нанодизайн структур УНТ-электропроводящий полимер представляет фундаментальную проблему, определяющую развитие хемо- и биосенсорики, электрохимических актуаторов, устройств накопления электрической энергии, квантовых проводников, оптоэлектроники1. Принципиальным в стратегии формирования композитов является совместимость компонентов. Взаимодействие между частицами благоприятствует равномерному распределению частиц наполнителя в полимерной матрице и предотвращает расслоение.

Цель настоящего сообщения - электрохимический синтез композитов, в которых полимерным связующим является полианилин (ПАН), а наполнителем - многостенные УНТ. Электрохимический синтез ПАН происходит за счет окисления анилина в области потенциалов 0,8-1,2 В (отн. нас. AgCl/Ag электрода) и последующего удлинения - роста полимерной цепи. Активными центрами при этом являются электрохимически образованные катион-радикалы анилина. На основании анализа данных атомно-силовой микроскопии по морфологии покрытий был выбран потенциодинамический режим электролиза. Полианилиновые слои, сформированные на платиновом электроде в потенциодинамическом режиме, наиболее структурно однородны. Более того, потенциодинамическим сканированием потенциала можно контролировать толщину покрытия и окислительно-восстановительную активность ПАН. По изменению величины токов окисления/восстановления можно достоверно судить о совместимости компонентов композиции. Эффект УНТ в композите можно существенно повысить путем химической прививки функциональных групп к боковым стенкам УНТ. В качестве модификатора нами выбран фенилдиазоний тетрафторборат. Фенилдиазониевый катион легко восстанавливается по месту диазогруппы согласно схеме



Первично образованные диазениевые радикалы затем диспропорционируют с отщеплением молекулы азота. Высокореакционные фенильные радикалы взаимодействуют с активными центрами на внешней поверхности УНТ с образованием фениленового поверхностного слоя.

В гетероструктуре поверхностного слоя полианилин + УНТ последние играют роль электронного переносчика между редокс-центрами полианилина и электродом. В присутствии наполнителя полианилиновые цепи становятся менее скрученными и число контактов редокс-центров ПАН с УНТ увеличивается, вследствие чего увеличиваются токи окисления-восстановления в ~30 раз по сравнению с ненаполненным ПАН и в ~10 раз с наполненным немодифицированными УНТ (І цикл сканирования потенциала). В такое же число раз увеличивается чувствительность амперометрического рН сенсора на соответствующих платформах2. Эффект модификации УНТ также изменяет химический состав композитного покрытия и его термическую устойчивость, что следует из данных термостимулированной десорбции. Наименьшая стабильность наблюдается для полианилинового покрытия, поскольку ему соответствует наибольшая интенсивность пиков десорбции фрагментов с массовыми числами 22 и 38. Продукты десорбции с массовыми числами 42 и 57 появляются лишь для композитов ПАН + УНТ и ПАН+ мод. УНТ, соответственно.

Таким образом, введение в полианилиновую матрицу УНТ увеличивает на порядок токи окисления-восстановления ПАН, повышает термическую устойчивость и изменяет химический состав композиционного покрытия.



1 Волков В., Ковальчук Є. П., Огенко В. М., Решетняк В. О. Нанохімія. Наносистеми. Наноматеріали. Київ: Наукова думка, 2008. 424 с.

2 Ковальчук Є. П., Крупак А. І., Огенко В. М. Редокс-активність наповненого вуглецевими нанотрубками поліаніліну // Наноструктурное материаловедение. 2009. № 2. С. 69.
скачать файл



Смотрите также:
Синтез и электрохимические свойства композитов на основе углеродных нанотрубок и полианилина ковальчук Е. П., Томилов А. П., Ковалышин Я. С
30.09kb.
Синтез, строение, свойства органических соединений со связью p-c sp
883.06kb.
Цкп «Водородная энергетика и электрохимические технологии» научные исследования и подготовка кадров для новой энергетики
69.09kb.
Защита диссертационной работы состоится 17 мая 2011 г в 13. 00 ч на заседании диссертационного совета д 208. 068
442.11kb.
Цифровое управление, сжатие и параллельная обработка информации на основе дельта-преобразований второго порядка
287.49kb.
Волновые свойства света
68.28kb.
1 и его свойства. Степень с рациональным показателем и ее свойства. Понятие о степени с действительным показателем. Свойства степени с действительным показателем. Логарифм числа
65.46kb.
Лекция № Тема: «Методы и свойства»
167.53kb.
Д. И. Менделеева в современном естествознании важнейшее место занимает периодический закон Д. И. Менделеева и созданная на его основе периодическая система химических элементов
108.52kb.
Великий князь Ярослав II всеволодович. 1238-1247 г
2025.92kb.
Акулов владислав Алексеевич Анализ и синтез систем медицинского назначения с управляемой искусственной силой тяжести
582.62kb.
Р. А. Вафеев югу, Ханты-Мансийск, Россия Определение факторов межъязыкового контакта и языковых универсалий на любом ярусе целесообразно осуществлять экспериментально. Используя пермутационный закон
101.35kb.