Структурированные электродные ансамбли на основе полимерных металлокомплексов

• Автор: Чепурная, Ирина Анатольевна
• Шифр специальности: 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2003
• Место защиты: Санкт-Петербург
• Количество страниц: 127 с. : ил.

Содержание

Встречающиеся обозначения.

Введение

Глава 1. Обзор литературы. Молекулярная модификация электродов методы и средства.

1.1. Молекулярная модификация электродных поверхностей

1.2. Методы структурирования модифицирующих

материалов

. 2.1. Литографические методы структурирования

1.2.2. Электрохимические зондовые методы

структурирования.

1.2.3. Темплантный синтез

1.2.3.1. Темплантные мембраны
1.2.3.2. Методики темплантного синтеза.
1.2.4. Влияние структурирования материалов на их
свойства.
1.3. Исследования в области молекулярной модификации электродов полимерными комплексами переходных металлов с основаниями Шиффа.
1.3.1. Строение полимерных металлокомплсксов полиМЗсИ.
1.3.1.1. Лигандцентрированная модель
1.3.1.2. Металлцентрированная модель
1.3.1.3. Гибридная модель.
1.3.2. Перенос заряда в полимерных металлокомплексах
полиМ8сШ.
Глава 2. Экспериментальная часть.
2.1. Синтез мономерных комплексов никеля II и палладия II с основаниями Шиффа.
2.2. Темплантный синтез струкгурированых полимерных металлокомплексов
2.3. Методика исследований
2.3.1. Методика хроновольтамперометрических исследований
2.3.2. Методика кондуктометрических исследований
2.3.3. Методика спектрофотометрических исследований.
2.3.4. Методика электронномикроскопических исследований
2.3.5. Методика хроматографических исследований.
Глава 3. Результаты и обсуждение
3.1. Вольтамперометричсское исследование процессов образования и функционирования структурированных полимерных металлокомплексов
3.1.1. Процессы формирования структурированных полимерных металлокомплексов
3.1.2. Редокспроцессы в структурированных полимерных
I металлокомплексах
3.2. Исследования проводимости структурированных полимерных металлокомплексов в сухом состоянии
3.3. Исследование каталитических свойств
структурированных полимерных металлокомплексов
3.4. Исследование спектральных свойств
структурированных полимерных металлокомплексов
Выводы.
Список литературы


Изучение модифицированных поверхностей электродов стимулировало развитие современных методов анализа структуры твердого тела. Интенсивное развитие получили исследования, посвященные синтезу и электрополимеризации металлокомплсксов 3 и изучению процессов массопереноса и переноса электронов в полимерных пленках смешанновалентных комплексов 4. Определенные успехи достигнуты в области модификации электродных поверхностей для решения задач электроанализа 5,6 и для защиты полупроводниковых электродов от фотокоррозии 7,8. Исследования в области молекулярной модификации позволили реализовать различные хемотронные устройства, такие как молекулярные переключатели и молекулярные транзисторы 9. Одним из ключевых вопросов развития метода молекулярной модификации является возможность целенаправленного выбора состава модифицирующего слоя для обеспечения решения той или иной функциональной задачи. Для создания модифицирующих слоев широко используются различные типы проводящих полимерных соединений. Многослойные полимеры с делокализованной электронной структурой, такие как полипиррол, обычно относят к так называемым проводящим полимерам 9. Перенос заряда в проводящих полимерах описывается поляронной теорией проводимости переносчики заряда поляроны и биполяроны. Полимерные системы, в которых редоксцентры доноры и акцепторы электронов дискретны и локализованы, такие как ферроцен, относят к редоксполимерам 2,3,. Перенос заряда в данных полимерах описывается концепцией перескока электронов i, который представляет собой последовательный перенос электронов между соседними редоксцентрами. Редоксполимеры были известны задолго до начала активного изучения молекулярно модифицированных электродных поверхностей . Исследования модифицированных электродов помогло расширить спектр проводящих полимерных материалов и улучшить понимание процессов переноса заряда в редоксполимерах. Первые исследования по этой тематике были предприняты Мерцом и Бардом и Миллером и Ван де Марком в году на примере изучения электрохимического поведения пленок поливинилферроцена и поли4нитростирола, иммобилизованных на поверхности платинового электрода. После опубликования этих данных число публикаций по другим полимерным мультимолекулярным пленкам резко возросло . Токи, отражающие электрохимическое окисление и восстановление многослойных полимеров, значительно превышают сигналы, регистрируемые при окислении и восстановлении монослойных покрытий как по абсолютной величине, так и по соотношению полезный сигналфоновый ток. Это в значительной степени облегчает исследование модифицированных полимерами электродов. Важнейшим аспектом функционирования полимерных покрытий является транспорт заряда внутри полимера. Х, АХ2 АХ, 0Х2 1. Необходимым условием при изменении состояния окисления редоксполимера является электронейтральность, которая достигается за счет вхождения в пленку или выхода из нее зарядкомпенсирующих противоионов из граничащего с полимером раствора. Скорость движения этих противоионов может оказывать влияние на скорость изменения зарядового состояния пленки. Стабильность молекулярных полимеров является ключевым моментом для практического применения модифицированных электродов, в частности, для решения задач электрокатализа. Установлено, что, в отличие от монослойных покрытий, мультимолекулярные пленки выдерживают значительное число переходов из окисленного в восстановленное состояние и обратно, что подтверждает повышенную стабильность редоксцентров полимерных покрытий. Полимеры подвержены сольватации и набуханию в растворителях в соответствии со своей специфической химической природой, наличием системы связей между отдельными цепями и состоянием окисления. Таким образом, на процессы окислениявосстановления пленок, транспорт электронов и ионов и, соответственно, на электрокаталитическое поведение полимеров значительное влияние оказывает природа растворителя. Электроактивная полимерная пленка необязательно должна быть прочно связана с электродной поверхностью, она может лишь плотно прилегать к ней.