聚苯胺(PANI)作为一种具有优良性能的导电高分子材料日益受到人们的重视,其研究正在向深度和广度发展.电化学聚合可方便地得到性质较好的PANI膜,并有利于其电化学表征,因此对于电化学聚合的PANI膜的电化学研究已经进行得较为广泛,而对于化学聚合所得的粉末状聚苯胺由于其本身难溶解性,电化学研究相对较少.本文对化学聚合所得的可溶PANI样品采用溶液法定量制膜,对其膜电极的循环伏安(CV)性质进行了定量研究.测定了PANI膜的氧化还原单元.并与恒电流聚合所得的PANI膜电极的性质进行了定量的比较.
另外,采用电化学聚合法制备PANI膜,所得产物的量很少,而实际应用中往往需要大量的PANI.因此对化学聚合的PANI进行电化学研究,并与电化学聚合的PANI的性质进行比较,对于扩大PANI膜的应用也具有直接的意义.
实验部分仪器与试剂XJP一821(B)型新极潜仪(江苏电分析仅器厂),3036型X一Y记录仪,UJg八型高电阻电位差,PE一Lambda7紫外可见分光光度计.电化学表征所用的工作电极为铂圆盘电极,其而积为10一2Cm,,对电极为铂丝电极,参比电极为饱和甘汞电极(SCE).
苯胺经减压蒸馏后配成溶液1.09nlol/I,15N于12+2.0mol/LHCI),所用有机溶剂均为化学纯,其它试剂均为分析纯.
本文系国家自然科学基金、中国科学院长春应用化学研究所电分析化学开放研究实验室资助课题.994分析化学第24卷2.2苯胺的化学聚合与溶液法定里制膜从文献报道可知,多数化学合成主要是为得到导电性较好的材料,而本文则希望获得单一性较好的PANI,所以本文选用标准氧化还原电位(E0)较低的氧化剂,如KIO3的En-0.84V,是常用氧化剂中最低的加,这样可避免聚合过程中产物被过度氧化.化学聚合在三颈瓶中进行,苯胺溶液经2.0mol/LHCI稀释,缓慢加入KIO3的酸溶液,搅拌,氮气保护下反应10h.产物用G3砂芯漏斗过滤,HCI溶液充分洗涤,再用氯仿抽提至无色后用10%的氨水浸泡并反复冲洗,过滤,真空干燥48h,即得本征态样品.所得产物在NMP溶剂中有良好的溶解性,溶解百分率大于98%.
定量溶液制膜是先称取一定量的本征态样品,加入适量的溶剂NMP,溶解,用预先恒重的G3砂芯滤祸,将不溶物干燥,称重,计算溶解百分率,进而可知PANI的NMP溶液的浓度.定量吸取此溶液,均匀地铺展在预处理好的电极表面上,真空除去溶剂后,即得到所需的PANI膜电极.
PANI膜的光谱电化学测定将制得的PANI膜光透镀铂石英片电极置于样品比色池中,将相同的空白光透电极放入参比池中,使两电极在光路中处于相同的位置,测定PANI膜的吸收光谱.以比色池作为电化学池,以细铂丝电极作对电极,盐桥外接参比电极(SCE),其中对电极及盐桥不遮挡光路,通过控制工作电极上的电极电位可以测定处于不同氧化态的PANI膜的吸收光谱,其中测定底液为2.0mol/LIICI.
结果与讨论扫描速度对PANI膜的循环伏安性质的影响在10.0mol/LHCI底液中,在扫描范围内,改变不同的扫速,对制得的化学聚合的PANI薄膜电极进行循环伏安法测定,将所得的cV曲线与恒电流法制得的PANI薄膜电极所得的曲线相比较,发现两者的峰形、峰电位、半峰宽均相一致,且峰电流均与扫速成正比,符合理想薄膜电极的性质.
化学聚合的PANI膜与恒电流聚合的PANI膜在本实验条件下,具有相同的电化学性质,用两种方法均可实现PANI膜的定量制备和定量测定,两种方法各有特点,互为补充,这对PANI膜的广泛应用无疑是十分有利的.
