Báo cáo nghiên cứu khoa học NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG OXI HÓA ĐIỆN HÓA PIROL TẠO MÀNG POLYPIROL

Polypirol là một polyme hữu cơ dẫn điện liên hợp và là một trong những polyme được nghiên cứu nhiều cùng với polyanilin và các dẫn suất của polythiophen. Các polyme hữu cơ liên hợp bị kích thích (bị oxi hóa) có tính dẫn điện là do sự không định cư của hệ liên hợp  [5].
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Báo cáo nghiên cứu khoa học " NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG OXI HÓA ĐIỆN HÓA PIROL TẠO MÀNG POLYPIROL " NGHIÊN CỨU ĐỘNG HỌC PHẢN ỨNG OXI HÓA ĐIỆN HÓA PIROL TẠO MÀNG POLYPIROL Lê Tự Hải Lê Thanh Hải 1. MỞ ĐẦU Polypirol là một polyme hữu cơ dẫn điện liên hợp và là một trong nhữngpolyme được nghiên cứu nhiều cùng với polyanilin và các dẫn suất củapolythiophen. Các polyme hữu cơ liên hợp bị kích thích (bị oxi hóa) có tính dẫnđiện là do sự không định cư của hệ liên hợp  [5]. Việc tổng hợp polypirol trên các vật liệu nền khác nhau và ứng dụng củanó đã được nhiều nhà khoa học quan tâm nghiên cứu. Quá trình oxi hóa điện hóa pirol thành polypirol xảy ra theo phản ứng tổngquát sau: 2n H+  n NH - 2n e n + NH 1 Polypirol tạo thành tiếp tục bị oxi hóa và tạo thành polypirol kích thích: + yA-  x A- xy - ye + y NH NH x có giá trị khoảng từ 3 đến 4, anion A- xâm nhập vào lỗ trống của lớpmàng polypirol. Tuy nhiên, cơ chế của quá trình oxi hóa điện hóa pirol thành polypirolchưa được nghiên cứu đầy đủ. Để góp phần làm sáng tỏ vấn đề này, bài báo tậptrung nghiên cứu động học phản ứng oxi hóa pirol tạo màng polypirol bằngphương pháp cyclic voltammetry. 2. PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU Các phép đo cyclic voltammetry được thực hiện trong bình đo có 3 điệncực điều khiển bằng thiết bị Potentiostat PGS -HH1B kết nối với máy vi tính đểxử lý kết quả. Điện cực làm việc là điện cực đĩa Pt, đường kính 4,0 cm. Điện cựcđối là điện cực dây Pt và điện cực so sánh là điện cực calomen bão hòa. Thể tíchmỗi dung dịch nghiên cứu là 30 ml với dung môi là nước cất. Trước mỗi phépđo, bề mặt điện cực làm việc được đánh bằng giấy nhám mịn, sau đó rửa sạchđiện cực bằng nuớc máy và nước cất. 2 Các hóa chất để pha dung dịch nghiên cứu gồm: KClO4, KNO3, K2SO4,KCl, KOH, HClO4 và pirol có mức độ tinh khiết phân tích. 3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1. Đường cong dòng - thế của dung dịch nền: Hình 1 chỉ ra đường cong dòng - thế của các dung dịch nền trong vùngquét thế từ -0,20 V đến + 2,00V (SCE). 1 2 3 4 2Hình 1: Đường cong dòng - thế của các dung dịch nền: (1) KClO4 0,1M, (2) KCl 0,1M, 3 (3) KNO3 0,1M, (4) K2SO4 0,1M. Tốc độ quét thế 20 mV/s. Từ hình 1 cho thấy, trong quá trình quét thế về phía dương, dòng chỉ bắtđầu tăng lên khi thế đạt đến giá trị khoảng + 1,35V. Dòng này xuất hiện là do quátrình oxi hóa nước. Như vậy, trong khoảng thế từ - 0,2V đến + 1,3V không xảy rabất kỳ phản ứng oxi hóa nào. Trong trường hợp dung dịch nền là KCl thì xuất hiện thêm một pic oxihóa mà thế bắt đầu của nó khoảng + 1,15V. Pic này xuất hiện là do quá trình oxihóa Cl- thành Cl2. Theo [4], thế + 1,15V nằm trong cửa sổ thế của quá trình oxi hóa pirol nênKCl không được dùng làm chất điện ly cho các bước khảo sát tiếp theo. 3.2. Ảnh hưởng của anion chất điện ly đến quá trình oxi hóa pirol Đường cong dòng - thế vòng đầu tiên của dung dịch chứa pirol 0,1M vàcác chất điện ly được trình bày ở hình 2. 4 1 2 3Hình 2: Đường cong dòng - thế vòng đầu tiên của dung dịch chứa pirol 0,1M và: (1) KClO4 0,1M, (2) K2SO4 0,1M, (3) KNO3 0,1M. Tốc độ quết thế 20 mV/s. 1 2 3 5Hình 3: Đường cong dòng - thế vòng thứ hai của dung dịch chứa pirol 0,1M và: (1) KClO4 0,1M, K2SO4 0,1M, (3) KNO3 0,1M. Tốc độ quét thế 20 mV/s. Hình 2 cho thấy, các đường cong cyclic của dung dịch pirol với các chấtđiện ly KClO4, K2SO4 và KNO3 gần giống nhau. Ở thế khoản ...