Природа парамагнитных центров полианилина. ЭПР и UV-VIS-спектроскопия

• Автор: Комиссарова, Александра Сергеевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 2008
• Место защиты: Черноголовка
• Количество страниц: 98 с. : ил.

Оглавление
Введение.

Глава 1. Литературный обзор

1.1. Строение полиапилина.

1.2. Методы синтеза полианилина.

1.2.1. Электрохимический синтез О

1.2.2. Химический синтез полианилина.

1.2.3. Химическая окислительная полимеризация анилина на поверхности различных субстратов.

1.2.3.1. Адсорбционная полимеризация анилина

1.2.3.2. Межфазная полимеризация анилина

1.2.3.3. Темплейтная полимеризация анилина

1.2.3.4. Интерполяционная полимеризация анилина.
1.2.3.5. Получение дисперсий полианилина
1.2.3.6. Эмульсионная полимеризация анилина.
1.3. Допирование проводящих полимеров.
1.4. Электромагнитные свойства полианилина.
1.5 Температурные зависимости ширины линии ЭПР.
1.6 Оптические свойства полиапилина
1.7 Квантовохимические расчеты олигомеров анилина.
Глава 2. Объекты и методы
2.1. Химический синтез полианилина
2.2. Получение пленок полианилина и измерение их проводимости.
2.3. Спектры ЭПР
2.4. Температурные зависимости парамагнитной восприимчивости от
температуры порошков, растворов и пленок. .
2.5. Оптические спектры полианилина.
2.6. Квантовохимические расчеты олигомеров анилина.
Глава 3. Влияние агрегации цепей полианилина на его проводимость и спектры ЭПР
3.1. Допирование полианилина мкрезолом.
3.2. Образование геля в присутствии КСК.
3.3. Анализ формы линий ЭПР.
3.4. Температурные зависимости парамагнитной восприимчивости
3.5. Анализ температурных зависимостей ширины линии ЭПР.
3.5.1. Теория температурной зависимости ширины линии ЭПР.
3.5.2. Аначиз литературных температурных зависимостей ширины линии
ЭПР
3.5.3. Изменчивость растворов и пленок полианилина.
3.5.4. Проводимость пленок и взаимодействие между цепями.
3.5.5. Влияние кислорода на ширину линии ЭПР пленок и порошков.
3.5.6. Роль анизотропии фактора
Глава 4. Спиновый кроссовер в полианилине
4.1. Введение
4.2. Растворение основной формы полианилина в мкрезоле
4.3. Температурные зависимости восприимчивости и ширины линии ЭПР
4.4. Модель коротких периодических участков полимера.
4.5. Температурные зависимости спектров поглощения и ЭПРспектров раствора полианилина в диапазоне 3 3 К.
4.6. Квантовохимический анализ тетрамеров и димеров анилина.
Глава 5. Триплетная природа парамагнитных центров в полианилине
5.1. Теоретические зависимости парамагнитной восприимчивости от температуры
5.2. Влияние нагрева на восприимчивость раствора полианилина в мкрезоле
5.3. Сигнал ЭПР в половинном магнитном поле
5.4. Влияние условий синтеза и воды на распределение синглеттриплетного расщепления
Основные результаты и выводы.
Список литературы


Квантовохимический анализ тетрамеров и димеров анилина. Глава 5. Основные результаты и выводы. Современное развитие науки и техники выдвигаег задачи разработки и детального изучения новых материалов. Исходной точкой данного исследования являются не совсем понятные температурные зависимости парамагнитной восприимчивости, показывающие наличие составляющей, не зависящей от температуры. Эту составляющую обычно связывают с восприимчивостью Паули, вызванной электронами проводимости. Альтернативные модели показывают, что подобные квазипаулиевскис зависимости могут возникать и в системах, когда с повышением температуры возбуждаются триплетные состояния антиферромагнитно связанных пар поляронов. В этом случае, температурная зависимость магнитной восприимчивости будет определяться величиной синглеттриплетного расщепления, а также и распределением этой величины в полимерной системе. Неоднозначность трактовки природы восприимчивости полианилина и объем публикуемых на данную тему статей свидетельствует об актуальности данной темы. Диссертационная работа выполнена в соответствии с планом научноисследовательских работ института проблем химической физики РАН. Программы Развитие научного потенциала высшей школы,проект РНП 2. Исследование природы парамагнитных свойств проводящих полимеров на примере растворов и порошков полианилина методами ЭПР спектроскопии и спектроскопии в видимой и ближней УФобласти. Кюри. Данная работа посвящена изучению природы парамагнитных центров в проводящих полимерах на примере растворов и порошков полианилина, полученного окислительной полимеризацией анилина. Впервые предложена теория, одновременно учитывающая влияние обменного взаимодействия и молекулярной динамики на ширину линии ЭПР полианилина. Теория позволяет из температурной зависимости ширины линии ЭПР определить расстояние между цепями и подвижность электронов вдоль цепи. Различия в расстояниях между цепями позволяют объяснить различия в проводимости пленок и в уширении их линий ЭПР молекулярным кислородом. Разработанные варианты метода ЭПР позволяют изучать морфологию, подвижность цепей, расстояния между цепями и подвижность электронов вдоль цепей полианилина. Эти методы могут быть применены для исследования и других проводящих полимеров. На примере полианилина получила развитие модель коротких периодических участков для проводящих полимеров. Впервые апробировано дальнейшее развитие представлений о наличии наборов конформаций, у которых триплетное состояние является основным. При понижении температуры их вклад в магнитную восприимчивость должен увеличиваться, в отличие от конформаций с основным синглетным состоянием. В данной работе измерены методом ЭПР температурные зависимости магнитной восприимчивости полианилина в различных условиях. Квантовохимические расчеты дикатиона тетрамера анилина подтверждают реалистичность модели. Основные результаты диссертационной работы доложены на следующих конференциях Молодая наука в классическом университете. Иваново , стр. XVI Симпозиум Современная химическая физика,Туапсе ,стр. XXIII Всероссийская школасимпозиум молодых ученых по химической кинетике, пансионат Берзки МО ,стр. Молодая наука в классическом университете. Иваново , стр. XVII Симпозиум Современная химическая физика, Туапсе ,стр. XXIV Всероссийская школасимпозиум молодых ученых по химической кинетике, пансионат Берзки МО ,стр. Молодая наука в классическом университете. Иваново , стр. III Международная конференция Высокоспиновые молекулы и молекулярные магнетики, Иваново, июня, Ii i i , ii i, I 27, XVIII Симпозиум Современная химическая физика, Туапсе ,стр. VII Vv i i i . Московский семинар Проблемы магнитного резонанса. По теме диссертационной работы опубликовано печатных работ, в том числе 3 статья в реферируемом журнале и тезисы докладов и 1 статья находятся в печати. Диссертация состоит из введения, литературного обзора, методической части, анализа результатов, обсуждения полученных данных и выводов. Список литературы включает 2 наименования.