Nghiên cứu động học phản ứng oxi hóa điện hóa pirol tạo màng polypirol

Cơ chế của quá trình oxi hóa điện hóa pirol thành polypirol chưa được nghiên cứu đầy đủ. Để góp phần làm sáng tỏ vấn đề này, bài báo tập trung nghiên cứu động học phản ứng oxi hóa pirol tạo màng polypirol bằng phương pháp cyclic voltammetry.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Nghiên cứu động học phản ứng oxi hóa điện hóa pirol tạo màng polypirolTẠPCHÍKHOAHỌC,ĐạihọcHuế,Số22,2004 NGHIÊNCỨUĐỘNGHỌCPHẢNỨNG OXIHÓAĐIỆNHÓAPIROLTẠOMÀNGPOLYPIROL LêTựHải LêThanhHải 1.MỞĐẦU Polypirollàmộtpolymehữucơ dẫnđiệnliênhợpvàlàmộttrongnhững polymeđượcnghiêncứunhiềucùngvớipolyanilinvàcácdẫnsuấtcủapolythiophen. Cácpolymehữucơliênhợpbịkíchthích(bịoxihóa)cótínhdẫnđiệnlàdosựkhôngđịnhcưcủahệliênhợp [5]. Việctổnghợppolypiroltrêncácvậtliệunềnkhácnhauvàứngdụngcủanóđãđượcnhiềunhàkhoahọcquantâmnghiêncứu. Quátrìnhoxihóađiệnhóapirolthànhpolypirolxảyratheophản ứngtổng quátsau: n NH 2ne NH n+2nH+ Polypiroltạothànhtiếptụcbịoxihóavàtạothànhpolypirolkíchthích: + NH xyye+yA NH xAy xcógiátrịkhoảngtừ3đến4,anionAxâmnhậpvàolỗtrốngcủalớpmàngpolypirol. Tuynhiên,cơ chế củaquátrìnhoxihóađiệnhóapirolthànhpolypirolchưađượcnghiêncứuđầyđủ.Để gópphầnlàmsángtỏ vấnđề này,bàibáotậptrung nghiêncứuđộnghọcphản ứngoxihóapiroltạomàngpolypirolbằngphươngpháp cyclicvoltammetry. 2.PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU Cácphépđocyclicvoltammetryđượcthựchiệntrongbìnhđocó3điệncực điềukhiểnbằngthiếtbị PotentiostatPGSHH1Bkếtnốivớimáyvitínhđể xử lýkếtquả.ĐiệncựclàmviệclàđiệncựcđĩaPt,đườngkính4,0cm.ĐiệncựcđốilàđiệncựcdâyPtvàđiệncựcsosánhlàđiệncựccalomenbãohòa.Thểtíchmỗidungdịchnghiêncứulà30mlvớidungmôilànướccất.Trướcmỗiphépđo,bềmặtđiệncựclàmviệcđượcđánhbằnggiấynhámmịn,sauđórửasạchđiệncựcbằngnuớcmáyvànướccất. 1 Cáchóachấtđể phadungdịchnghiêncứugồm:KClO4,KNO3,K2SO4,KCl,KOH,HClO4vàpirolcómứcđộtinhkhiếtphântích. 3.KẾTQUẢVÀTHẢOLUẬN 3.1.Đườngcongdòngthếcủadungdịchnền:Hình1chỉrađườngcongdòngthếcủacácdungdịchnềntrongvùngquétthế từ0,20Vđến+2,00V(SCE). 1 2 3 4 2 Hình1:Đườngcongdòngthếcủacácdungdịchnền:(1)KClO40,1M,(2)KCl0,1M, (3)KNO30,1M,(4)K2SO40,1M.Tốcđộquétthế20mV/s. Từhình1chothấy,trongquátrìnhquétthếvềphíadương,dòngchỉbắtđầu tănglênkhithế đạtđếngiátrị khoảng+1,35V.Dòngnàyxuấthiệnlàdoquátrình oxihóanước.Nhưvậy,trongkhoảngthếtừ0,2Vđến+1,3Vkhôngxảyrabấtkỳphảnứngoxihóanào. TrongtrườnghợpdungdịchnềnlàKClthìxuấthiệnthêmmộtpicoxihóamàthế bắtđầucủanókhoảng+1,15V.PicnàyxuấthiệnlàdoquátrìnhoxihóaClthànhCl2. Theo[4],thế +1,15Vnằmtrongcửasổthế củaquátrìnhoxihóapirolnên KClkhôngđượcdùnglàmchấtđiệnlychocácbướckhảosáttiếptheo. 3.2.Ảnhhưởngcủaanionchấtđiệnlyđếnquátrìnhoxihóapirol 2 Đườngcongdòngthế vòngđầutiêncủadungdịchchứapirol0,1Mvàcácchấtđiệnlyđượctrìnhbàyởhình2. 1 2 3 Hình2:Đườngcongdòngthếvòngđầutiêncủadungdịchchứapirol0,1Mvà:(1)KClO4 0,1M,(2)K2SO40,1M,(3)KNO30,1M.Tốcđộquếtthế20mV/s. 1 2 3 Hình3:Đườngcongdòngthếvòngthứhaicủadungdịchchứapirol0,1Mvà:(1)KClO4 0,1M,K2SO40,1M,(3)KNO30,1M.Tốcđộquétthế20mV/s. 3 Hình2chothấy,cácđườngcongcycliccủadungdịchpirolvớicácchấtđiệnly KClO4,K2SO4 vàKNO3 gầngiốngnhau. Ở thế khoảng+0,7Vbắtđầuxuấthiệnmộtpicoxihóa(picnàykhôngcótrongcácđườngcongcủacácdungdịchnền),đồng thờitrênđiệncựclàmviệccólớpmàngmàuđe ...