Композиты металл-полимер в качестве электродных материалов

• Автор: Хорошилов, Александр Алексеевич
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Докторская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Ставрополь
• Количество страниц: 236 с. : ил.

1.1. Методы синтеза и структура композитов металлполимер

1.2.1. Метод химической металлизации термопластичных полиме ров

1.2.2. Травление

1.2.3. Сенсибилизация

1.2.4. Активация

1.2.5. Восстановление металлов из растворов

1.2.6. Химическое никелирование

1.2.7. Механизм протекания процесса химического никелирования

1.2.8. Зависимость структуры проводящего композита металл полимер от выбора метода синтеза

1.3. Перколяционный переход

1.4. Классификация химических сенсоров

1.5. Электроды металлполимер как ионоселективные электроды
1.6. Э.Д.С. ячеек с композиционными электродами
1.7. Электродная функция и предел обнаружения мембран на осно ве соединений серебра в небуферных растворах основного иона
1.8. Тврдотельные сенсоры в химическом анализе
1.9. Методология исследования сенсоров
1 Механизм чувствительности химических сенсоров
Глава 2. Модель. Материалы и методы
2.1. Модель
2.2. Получение образцов композиционных систем и подготовка их для исследования
2.3. Методы измерения удельного сопротивления композитов
2.4. Потенциометрические измерения
2.5. Физикохимические методы исследования объектов
2.5.1. Оптическая и электронная микроскопия
2.5.2. Рентгенографический фазовый анализ
2.5.3. Рентгенофотоэлектронная спектроскопия .
2.5.4. Циклическая вольтамперометрия
2.6. Исходные вещества
2.7. Модифицирующие и вспомогательные вещества
Глава 3. Экспериментальная часть
3.1. Исходные дисперсные порошки термопластичных полимеров. используемые для получения композиционных материалов
3.1.1. Нанесение дисперсных частиц серебра на поверхность частиц термопластичных полимеров
3.1.2. Получение компактных образцов сереброполимер
3.1.3. Дифференциальный термический анализ композитов с нане снным серебром
3.1.4. Результаты определения зависимости удельной электропро водности композитов металлполимер от содержания проводящего наполнителя
3.1.5. Результаты потенциометрических измерений КМ электродов сереброполимер
3.1.6. Исследование поверхностного состояния серебра методом РФЭС
3.1.7. Циклическая вольтамперометрия композитов серебро полимер с содержанием наполнителя выше критического
3.2.1. Получение композитов медьполимер, измерение их электродного потенциала, определение чувствительности и селективности
3.2.2. Электронномикроскопическое изучение структуры композитов медьполистирол
3.2.3. Исследование поверхностного состояния частиц меди в композите медьполистирол методом РФЭС
3.2.4. Циклическая вольтамперометрия композитов медьполистирол с критическим содержанием наполнителя
3.3.1. Определение объемного содержания никеля и электропроводности КМ 1 ПС
3.3.2. Электродные свойства композитов Мполистирол
3.3.3. Исследования КМ ПС методом сканирующей электронной микроскопии
3.3.4. Исследование КМ ЬИПС с помощью метода РФЭС
3.3.5. Композиты, полученные нанесением никеля на гранулы полиэтилена, их физикохимические и электрохимические свойства
3.3.6. Циклическая вольтамперометрия композитов никельполимер с критическим содержанием металла
3.4.1. Получение композитов железополимер, их потенциометрические и потенциодинамические характеристики
Глава 4. Структура поверхности исходных полимерных частиц, их размеры, влияние на морфологию образующегося композита металлполимер
4.1. Особенности исходных частиц порршков полимеров при изучении их под электронным микроскопом
Глава 5. Обсуждение результатов
Литература
Введение


Растворы солей золота, металлы платиновой группы, за исключением Р, на практике применяют редко . Разработан и предложен раствор активирования, исключающий соли палладия, что упрощает и удешевляет технологию фотоселективной металлизации. В работе рассматривается новый подход к проведению активации без использования соединений благородных металлов. Учитывая окислительновосстановительный потенциал и стоимость соединений меди, их наиболее целесообразно использовать для замены солей палладия. В предлагаемом способе получения мелких частиц металла на поверхности диэлектрика в результате процессов гидролиза, высаливания или сушки формируются микрокристаллы соединений металла, после чего образец помещается в раствор восстановителя. При выборе восстановителя необходимо учитывать его стандартный окислительновосстановительный потенциал, а также изменение этого параметра в зависимости от концентрации и раствора. Проведение исследования вносят существенный вклад в решение проблемы замены дорогого и дефицитного палладия на соединения неблагородных металлов. Авторами разработана технология активирования термопластов растворами, не содержащих солей благородных металлов. Для активирования полимера использовали способ, основанный на получении токопроводящих сульфидных слоев сульфида меди. Процесс является малоотходным и экономичным. В основе метода химической металлизации лежит реакция взаимодействия ионов металла с растворнным восстановителем, в результате на каталитически активную поверхность оседает слой металла. Для протекания реакции восстановления необходимо присутствие сильного и активного восстановителя. Обычно применяют гипофосфиты натрия, калия, кальция. После активации полимеры обычно обрабатывают в растворе солей металла, содержащем гл гипофосфита при температуре С в течении минут. Основными компонентами раствора химического никелирования являются соль никеля, комплексообразователи, стабилизаторы и восстановители. В качестве солей никеля используют хлорид или сульфат никеля, а также ацегат, карбонат, гипофосфит. Комплексообразующие и буферирующие составляющие органические кислоты или их соли лимоннокислый натрий. В щелочных растворах используются также соли минеральных кислот хлорид аммония, сульфат аммония. В качестве восстановителя используют соли фосфорноватистой кислоты гипофосфиты, гидразин гидрат или соли гидразина, боргидриды . Процесс химического никелирования протекает при повышенной температуре С и сопровождается выделением водорода. КгаН2РН все концентрации в гл, МНОН до . СЬГ . Рис. Структура композитов типа металлполимер, полученных методами химической металлизации, полимеризационного наполнения, порошковой технологии смешения, термического разложения соответственно. Наиболее общим методом описания электропроводности композитов является теория протекания . С е помощью рассматривают вероятности образования кластеров из проводящих частиц и предсказывают как величины порогов протекания, так и электрические свойства композитов. Протеканию электрического тока в композитах металлполимер наиболее адекватна перколяционная задача, сформулированная для непрерывной среды. Порог протекания в этом случае равен минимальной доле пространства уД занятой проводящими областями, при которой система еще является проводящей. Таким образом, при критическом значении вероятности р уг в системе наблюдается переход металлдиэлектрик. При малых р все проводящие элементы содержатся в кластерах конечного размера, изолированных друг от друга. По мере увеличения р средний размер кластеров возрастает, и при р в бесконечной системе впервые возникает сквозной канал проводимости, называемый бесконечным кластером. И, наконец, при высоких р изолированными друг от друга будут непроводящие области . Здесь показатели степени г, ь и я критические индексы теории протекания. Для трхмерных композитов теория протекания дат такие значения порога перколяции и критических индексов уг 0. В некоторых работах отмечено отклонение Уг от теоретического значения ,. В графическом виде уравнения выглядят как кривая 1 на рис.