Модифицированные полиариленфталидкетонами электроды в вольтамперометрических сенсорных системах типа "электронный язык"

• Автор: Зильберг, Руфина Алексеевна
• Шифр специальности: 02.00.04, 02.00.02
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2011
• Место защиты: Уфа
• Количество страниц: 144 с. : ил.

СОДЕРЖАНИЕ

Список принятых сокращений и условных обозначений

ВВЕДЕНИЕ

ГЛАВА 1. ЛИТЕРАТУРНЫЙ ОБЗОР

1.1. Электропроводящие полимеры

1.1.1. Общая характеристика электропроводящих подимеров

1.1.2. Электроды на основе электропроводящих полимеров

1.1.3. Способы модифицирования электродов

1.2. Мул ьтиэлектродIыс системы

1.3. Применение методов хемометрии в мультисенсорных системах типа электронный язык

1.3.1. Методы качественного анализа 3

1.3.2. Методы количественного анализа
1.4. Практическое применение вольтамперометрических языков
ГЛАВА 2. ОБЪЕКТЫ И МЕТОДЫ ИССЛЕДОВАНИЙ
2.1 Приборы и реактивы
2.2. Схема вольтамперомтерической системы разделенных
2.3. Растворы
2.4. Методика эксперимента
2.5. Статистическая обработка результатов.
2.5.1. Обработка вольтамперометрических данных системы
разделенных ячеек
ГЛАВА 3. ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЯ АРОМАТИЧЕСКИХ
НИТРОСОЕДИНЕНИЙ НА СТЕКЛОУГЛЕРОДНЫХ ЭЛЕКТРОДАХ, МОДИФИЦИРОВАННЫХ ПОЛИАРИЛ ЕНФТА ЛИД КЕТОНАМ И
3.1. Вольгамперометрическое поведение ароматических
нитросоединений на стеклоуглеродных электродах, модифицированных полиариленфталидкетонами
3.2. Влияние условий регистрации вольтамперограмм
ароматических нитросоединений на модифицированных СУЭ на величины токов
3.2.1. Зависимость величины тока в пике от скорости развертки
потенциала
3.2.2. Кинетика накопления нитросоединений на модифицированных стеклоуглеродных электродах
3.2.3. Зависимость тока в пике от фонового электролита
3.2.4. Зависимость тока в пике от концентрации
н итросоеди неп ия
3.2.5. Влияние температуры на токи электровосстановлеиия
ароматических нитросоединеиий
3.3. Вольтамперометрия ароматических нитросоединеиий с
использованием систем СУЭ1 АФК
ГЛАВА 4. ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С
РАЗДЕЛЕННЫМИ ЯЧЕЙКАМИ
4.1. Использование системы с разделенными ячейками для идентификации природы нитросоединений
4.2. Классификация растворов электролитов с использованием системы разделенных ячеек и модифицированных ПАФК электродов
ГЛАВА 5. ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРИЧЕСКАЯ СИСТЕМА С
РАЗДЕЛЕННЫМИ ЯЧЕЙКАМИ В КОНТРОЛЕ
КАЧЕСТВА МИНЕРАЛЬНЫХ ВОД И СПИРТОСОДЕРЖАЩИХ ЖИДКОСТЕЙ
5.1. Идентификация природы и состава минеральных вод
5.2. Идентификация природы и состава спиртосодержащих
водных растворов
5.3. Идентификация природы вин
Выводы
Список используемой литературы


В свою очередь, полимеры с электронной проводимостью подразделяются на так называемые органические металлы полимеры с проводимостью, близкой к электропроводности металлов этот тип полимерных соединений в англоязычной литературе имеет название i проводящие полимеры, которое мы и будем использовать и рсдоксполимеры, то есть соединения, в которых перенос электрона осуществляется главным образом за счет протекания окислительновосстановительных реакций между соседними фрагментами полимерной цепи. Первым проводящим полимером, с которого началось развитие исследований в данном направлении, был полиацетилен СНХ. В виде твердых серебристых пленок в г. Хидеки Ширакава в Токийском технологическом институте 17. Полисульфонитрид x5, полиацетилен, и другие электропроводящие полимеры ЭПП, синтезированные на основе гомологов ацетилена были в течение примерно лет единственными представителями ЭПП. Однако создание первых ЭПП стимулировало работы по синтезу и исследованию других сопряженных полимеров с лучшими свойствами 8. Примеры полимеров с электронной проводимостью приведены на рис. Рис. К настоящему времени наиболее изученными из ЭПП являются полианилин , полипиррол , полифснилен , политиофен 5, олиго и полифталоцианины. Эти полимеры после химического и электрохимического допирования приобретают собственную электропроводность табл. Общим свойством структуры электропроводящих полимеров является наличие системы сопряженных двойных связей с делокализованными яэлсктронами, однако в случае полианилина это справедливо только для допированного полимера 8. Электропроводность этих полимеров обусловлена тем, что яэлектроны двойных связей образуют сплошное электронное облако вдоль всей полимерной цепи. Появление в полимерной цепи гсгероатомов Ы или Э усиливает сопряженность электронных облаков. Таблица 1. Проводящие полимеры, относящиеся к так называемому классу синтетических металлов, представляют собой полисопряженные соединения, ко
торые обладают электрическими, электронными, и магнитными свойствами металлов, но сохраняют механические свойства обычных полимеров. Полимеры приобретают высокую проводимость в результате введения в полимерную матрицу ионов противоположного знака. Этот процесс называется допированием легированием 8 1, , при этом электропроводность возрастает на несколько порядков, например, для полианилина в Ю раз 6. Допирование окислителями обозначают как рдопирование, восстановителями пдопирование. Общей чертой большинства электроактивных полимеров является дслокализация электронов в полимерной цепи. Например, в полипирроле одномерная цепь. После полимеризации происходит перекрывание электронных облаков. Электроны дел окал изуются по полимерной цепи, образуя энергетические зоны, аналогичные зонам полупроводников, искажение цепи полимера под влиянием инжектированных зарядов сопровождается образованием поляронов 7. Помимо этого, за счет частичного диспропорционирования соседних окисленных и восстановленных мономерных звеньев может происходить образование катионрадикальных частиц и дикатионов. Схема редокспереходов в полипирроле приведена на рис. Свойства электропроводящих полимеров изменяются в зависимости от того, в каком проводящем или непроводящем состоянии они находятся. По аналогии с диодами такие полимеры можно назвать двухпозиционными. В непроводящем состоянии они не заряжены и гидрофобны, а в проводящем имеют положительный заряд и гидрофильны. Нзависимых, что позволяет использовать проводящие полимеры как основу для рНчувствительных электродов, а также регистрировать процессы, протекающие на их поверхности с участием ионов водорода . Часть указанных процессов протекает с переносом отрицательных зарядов, другая с переносом ионов водорода. В процессе переключения между различными окислительными состояниями участвуют катионы, анионы и растворитель. Кинетика обмена этими частицами зависит от природы ионов и метода синтеза полимера 8, 9. Например, в зависимости от степени протонирования полианилина и степени его окисления выделяют несколько форм лейкоэмералдин, протоэмсралдин, эмералдин, анилиновый черный и пернигранилин. Из них только солевая форма эмералдина проводит электрический ток и электрохимически активна. Рис.