红外光谱法研究苯胺和环氧丙烷的共聚机理及共聚物的表征.pdfVIP

V01．29 高等学校化学学报 No．8 CHEMICALOFCHINESEUNIVERS兀1ES 1544一1548 2008年8月 JOURNAL 红外光谱法研究苯胺和环氧丙烷的 共聚机理及共聚物的表征 李美超1”，胡佳琦2，刘艳娜2，马淳安2 (1．浙江工业大学分析测试中心，2．浙江工业大学化学工程与材料学院， 绿色化学合成技术国家重点实验室培育基地，杭州310032) 摘要采用原位红外光谱技术对苯胺和环氧丙烷的电化学共聚机理进行了研究，研究结果表明，环氧丙烷 能在苯胺及其低聚物阳离子自由基的催化作用下发生a位开环，与苯胺发生电化学共聚，生成了含有芳香． 脂肪醚结构的共聚物．采用显微红外成像技术研究苯胺和环氧丙烷共聚物在电极表面的生长特点发现，该 共聚物能在电极表面从中间向两侧有规律地生长． 关键词 苯胺；环氧丙烷；原位红外光谱技术；显微红外成像技术 中图分类号0657．33；0621．25文献标识码A 近年来，导电聚合物由于具有很好的电学和光学特性已引起了科研工作者的广泛关注．但是目前 聚苯胺(PAN)等导电聚合物的应用受到了以下三个方面的限制：在水溶液中合成的导电聚合物对甲醇 等有机小分子的电催化性能较差…；聚苯胺等溶解性较差，在溶液中表征困难，大部分聚合物的结构 和性能的关系难以控制，很难根据具体的性能要求对其进行改性研究拉1；另外，大部分聚合物在应用 过程中稳定性和抗过氧化能力都差∞J．因此科研工作者已从多方面对导电聚合物进行了改性研究．其 中，电化学共聚是改进导电聚合物性能比较有效的方法之一H柚J． 通过电化学共聚可以合成具有不同形貌特征的导电聚合物，新加入的单体也会影响电聚合的反应 化学聚合电流以及聚合物表面形貌． 此外，为了提高导电聚合物的溶解性，人们尝试通过共聚合成新型可溶性聚合物．研究结果表明， 聚合单体中含有取代基有利于增加共聚物的溶解度¨j． ’ 环氧丙烷具有价格低廉、原料易得的优点，常用作高聚物材料的改性剂，可增加聚合物的耐热性、 导电性和柔性．sj，而单独的环氧丙烷难以发生电化学聚合一J．我们曾首次报道了在水溶液中合成新 型导电共聚物．苯胺和环氧丙烷共聚物(PAN—PPO)，它由均匀的纳米纤维结构组成，其电催化活性比 聚苯胺有明显的改善¨引．但迄今为止，尚没有关于其共聚机理和共聚物膜生长方面的研究报道．因 此，本文采用电化学原位红外光谱技术，研究分析了PAN—PPO的电化学共聚机理，同时采用显微红外 成像技术分析了该共聚物膜在电极表面的生长情况． 1 实验部分 1．1试 剂 苯胺、环氧丙烷和硫酸均为分析纯．苯胺在实验前经减压蒸馏纯化，所用的溶液均采用Millipore 超纯水配制，实验在室温下进行．苯胺浓度为0．1mol／L，环氧丙烷的浓度为0．2mol／L，支持电解质为 0．5mol／L的硫酸． 收稿日期：2007．12-25． Y406381)资助． 联系人简介：李美超，女，博士，副教授，从事电化学和红外光谱分析．E-mail：lime@zjut．edu．en No．8 李美超等：红外光谱法研究苯胺和环氧丙烷的共聚机理及共聚物的表征 ‘ 1．2 电化学原位红外光谱实验 电化学实验在EGG 263A恒电位仪上进行，采用三电极体系电解池．工作电极为铂电极，参比 电极为饱和甘汞电极，辅助电极为铂黑电极． 原位红外光谱在EGG263A恒电位仪和Nicolet670红外光谱仪上测定，配备液氮冷却的MCT．A cm，厚度为2 检测器，采用CaF：红外窗片，其直径为32 Clll．所记录的红外光谱图为电位差谱： AR／R=[R(Es)一尺(ER)]／R(ER)