掺杂聚吡咯的合成及其电化学性质分析应用化学专业论文.docxVIP

摘要聚吡咯一方面具有导电高分子柔韧的机械性和可加工性，另一方面具有可逆的化 摘要 聚吡咯一方面具有导电高分子柔韧的机械性和可加工性，另一方面具有可逆的化 学和电化学氧化还原性，因此作为近些年研究的热点。单一的聚吡咯在应用上有其局 限性，而掺杂的聚吡咯具有复合材料的优良特性，因此寻找合适的掺杂剂来改善导电 聚合物的电性尤为重要。为了对聚吡咯及聚吡咯修饰的电极进行改性，本文通过电化 学合成技术制备聚吡咯，通过控制不同的合成条件来对聚吡咯进行电化学氧化还原、 质子酸掺杂，以寻求合适的反应条件来改善其电化学性质，然后分别研究不同磺酸盐 掺杂对聚毗咯的影响、不同染料掺杂的聚吡咯电极的电色效应及掺杂后的聚吡咯的催 化性能。 1．聚吡咯的合成及其电化学性质。采用恒电位法在ITO导电玻璃表面沉积聚吡咯， 分别通过控制合成电位，反应时间及无机阴离子掺杂来考察其对聚吡咯形貌及电化学 性质的影响。结果表明，通过SEM看出0．8V电位下合成的PPy膜同ITO表面具有 较好的附着力，当反应时间为50S时聚吡咯膜相对平滑，随着反应时间的增加褶皱愈 加明显。通过CV及EIS可以看出C1．电化学交换反应较容易。 2．磺酸基掺杂对聚吡咯形貌及电化学性质的影响。通过恒电法掺杂不同的磺酸盐 来考察磺酸基对聚吡咯形貌及电化学性质的影响。SEM结果表明所有磺酸掺杂的r,Py 膜表面有都有微米及纳米级别的小颗粒，无掺杂的聚吡咯膜比较平整微粒结构不明 显，CV及EIS显示有机磺酸掺杂进入聚吡咯膜时氧化时反应不可逆，磺酸基的位阻 较大，将其掺杂进r,r,y后，被固定在PPy膜内，膜内的掺杂与脱掺杂过程实际上是溶 液中体积较小的阴阳离子的进入和排出PPy的过程，溶液中的离子很容易进入和排 出PPy，提高了膜的循环稳定性。 3．聚吡咯在不同染料内的电色效应。采用恒电位法在玻碳电极表面沉积一层聚吡 咯薄膜并掺杂不同的燃料，制得修饰电极，用电化学方法考察其在氯化钾溶液中的电 色效应。SEM结果表明，染料的掺杂改变聚吡咯膜的形貌，次甲基兰以微球状掺杂， 罗丹明B则以无规则颗粒掺杂，孔雀石绿以微米及纳米级别掺杂，在循环电位扫描过 程中观察到掺杂后的PPy膜的颜色变化十分明显。CV及EIS显示掺杂后的聚吡咯电 极有较高的循环寿命、有较好的化学稳定性。 4．聚吡咯在研究对不同醇的电催化氧化。采用恒电位法在玻碳电极表面沉一积层 聚吡咯薄膜并掺杂不同的磺酸盐，制得修饰电极，用电化学方法考察其对不同醇的电 I 催化氧化性能。CV显示修饰后的PPy／GCE电极催化醇的氧化峰值电流有显著的增加， 催化氧化性能。CV显示修饰后的PPy／GCE电极催化醇的氧化峰值电流有显著的增加， I，／I。比率增加，催化活性有明显的提高。随着醇浓度逐渐增加，其氧化峰逐渐减小、 催化活性降低，掺杂电极对小浓度的醇有较好的响应。 关键词：聚吡咯， 掺杂， 磺酸基， 电色效应，电催化 lI ABSTRACTConducting ABSTRACT Conducting polypyrrole has been much attracted due to its flexible mechanical，processing， reversible chemical and electrochemical reduce properties．Though singe-polypyrrole is limited in application，doped-polypyrroles have semiconductive conductivity and electrical prope啊and excellent stability．Hence，it is very important to explore suitable methods to improve their conductivity．To modify polypyrrole and polypyrrole electrodes，in this paper,we synthesized polypyrrole via electrochemical method．And，to obtain suitable reactive conditions to improve their electrical properties， we doped polypyrrole with electrochemical oxidation and reduction and protonic acid by controlling different synthesized conditions．Additionally，we investigated po