Синтез и физико-химическое исследование электропроводного полимера поли (α-нафтиламина) и создание сенсоров на его основе

• Автор: Фёдорова, Марина Владимировна
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.01
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2004
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 117 с. : ил.

1 ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1 Синтез и допирование электропроводных полимеров

1.1.1 Закономерности допирования электропроводных полимеров

1.1.2 Химическая окислительная полимеризация

1.1.3 Электрохимическая окислительная полимеризация

1.1.3.1 Электрополимеризация как способ получения электропроводных полимеров

1.1.3.2 Электрохимическое поведение полианилина

1.2 Циклическая вольтамперомстрия. Метод изучения электрохимических

процессов в электропроводных полимерах

1.3 Основные типы химических сенсоров на основе электропроводных

полимеров
1.3.1 Механизм генерирования сигнала
1.3.2 Химические сенсоры для анализа растворов
1.3.3 Газовые сенсоры
1.3.4 Биосенсоры для растворов
1.4 Применение электропроводных полимеров в качестве ионо
электронных трансдьюсеров в ионоселективных электродах
2 ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
2.1 Исходные вещества и методы исследования
2.1.1 Исходные реагенты 3
2.1.2 Методики химического анализа
2.1.3 Методы физикохимических измерений 3
2.2 Электрохимический синтез ПНА
2.3 Получение ПНА методом химической окислительной полимеризации
2.4 Изготовление потенциометрического сенсора на основе ПНА
. 2.4.1 Электрохимическая подготовка поверхности платинового электрода
2.4.2 Изготовление потенциометрического сенсора методом электрохимической полимеризации
2.4.3 Определение коэффициентов селективности потенциометрического сенсора на основе ПНА
2.5 Изготовление твердотельных ионоселективных электродов для
определения лекарственных препаратов . 2.5.1 Изготовление твердотельного ионоселективного электрода для определения димедрола
2.5.2 Изготовление твердотельного ионоселективного электрода для определения лидокаина
2.5.3 Изготовление твердотельного ионоселективного электрода для определения папаверина
3 РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
3.1 Электрохимический синтез ПНА
3.1.1 Активация поверхности рабочего электрода для электрохимического синтеза ПНА
3.1.2 Влияние условий электрохимической полимеризации на синтез ПНА
3.1.2.1 Выявление оптимальной концентрации мономера в растворе при электрохимическом синтезе ПНА
3.1.2.2 Влияние диапазона сканирования потенциала на процесс электрохимического синтеза ПНА
3.1.2.3 Влияние природы рабочего электрода на электрохимический
синтез ПНА
3.1.3 Изучение электрохимических свойств ПНА
3.2 Химический синтез и изучение свойств ПНА
3.2.1 Синтез ПНА с помощью химической окислительной полимеризации
3.2.2 ИК спектроскопическое изучение ПНА
3.2.3 Термогравиме грическое изучение ПНА
3.3 Сенсорные свойства пленки ПНА
3.3.1 Потенциометрический рНсенсор на основе ПНА
3.3.2 Предполагаемый механизм отклика рНсенсора на основе ПНА
3.3.3 Коэффициенты селективности потенциометрического рНсенсора
к различным катионам
3.4 ПНА в качестве ионоэлектронного трансдьюсера в ионоселективных
электродах
3.4.1 Твердотельный ионоселективный электрод для определения димедрола
3.4.2 Твердотельный ионоселективный электрод для определения лидокаина
3.4.3 Твердотельный ионоселективный электрод для определения папаверина
СПИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ВВЕДЕНИЕ


ВКК вольфрамокремниевая кислота. Циклическая вольтамперомстрия. Хотя различные полимеры находят применение в электрохимии и химической технологии уже более полувека, история электропроводных полимеров ЭНН значительно короче. Первый из таких полимеров полиацетилен был впервые описан в г. I, после чего он и некоторые другие полимеры, синтезированные на основе гомологов ацетилена, в течение лет оставались единственными представителями ЭПП. В течение этого периода была достаточно хорошо изучена их электрохимия, однако прикладного значения они так и не получили, поскольку представляют собой неплавящиеся и ни в чем нерастворимые порошки, вследствие чего их переработка весьма затруднительна. Новый этап в истории ЭПП начался на рубеже гг. XX века, когда были созданы такие ЭПП, как полипиррол, политиофен, полианилин, а затем хлынул поток сообщений о создании все новых ЭПП, разработке методов их синтеза, исследовании их свойств и применении в различных областях науки и техники. В зарубежной литературе на настоящий момент описано около 0 ЭПП, им ежегодно посвящаются сотни статей и десятки патентов. Возрастающий интерес специалистов к ЭПП связан с тем, что в определенном состоянии они способны проявлять не просто высокую, но и сверхвысокую электропроводность, за что и получили название синтетические металлы 2. Относительная простота способов получения ЭПП, а также возможность управления их свойствами путем изменения условий синтеза, сочетание физикомеханических и технологических свойств обычных полимеров с высокой электропроводностью, позволили наметить для них совершенно новые области применения, несвойственные другим полимерам. Свойства ЭПП очень сильно зависят от их химического состава и химического окружения, что позволяет создавать на их основе целый ряд уникальных по своим свойствам сенсоров для аналитической химии. Молекулярная структура ЭПП оказывает глубокое воздействие на их электрические свойства, делая возможным взаимодействие ЭПП с множеством химических частиц, что позволяет создавать огромное количество сенсоров для анализа растворов. Одним из направлений развития газовых сенсоров на основе ЭПП является создание систем сенсоров, способных к разделению многокомпонентных газовых смесей и распознаванию их составных частей. Сенсоры на основе ЭПП для анализа газов и жидкостей являются удобным инструментом для мониторинга промышленных выбросов, особенно если учесть их малые размеры, быстродействие и низкую стоимость. В отечественной литературе сведений о создании новых ЭПП и изучение свойств уже известных полимеров очень мало. Поэтому сегодня весьма актуальной является задача создания новых и исследование свойств уже известных ЭПП для применения в различных областях науки и техники. Целью настоящего исследования явилась разработка нового способа синтеза практически неизученного ЭПП полианафтиламина ПНА и создание сенсоров на его основе. ПНА в среде этилового спирта. ИСЭ с ионоэлектронным трансдьюсером на основе ПНА. Типичными представителями класса ЭПП являются полипиррол, политиофен и полианилин ПАни рис. Общим свойством структуры электропроводных полимеров является полисопряжение л связей основной цепи. Рис. Реакции окисления и восстановления полимеров с системой сопряженных двойных связей обратимы и протекают как под воздействием химических реагентов, так и электрохимическим путем. В ходе реакции образуется комплекс между окисленным или восстановленным полимером и ионами противоположного знака противоионами, внедренными в полимерную матрицу. Этот процесс принято называть допированием, или легированием, анионами или катионами . Процесс допирования обратим. В результате процесса дедопирования удаления допанта можно получить пОлимер с исходной структурой.