Физико-химическое изучение новых электропроводных полимеров поли-о-толуидина и поли-м-толуидина и сенсоры на их основе

• Автор: Ничипорович, Любовь Николаевна
• Шифр специальности: 02.00.04
• Научная степень: Кандидатская
• Год защиты: 1999
• Место защиты: Тверь
• Количество страниц: 102 с.

ВВЕДЕНИЕ

ОБЗОР ЛИТЕРАТУРЫ

1. Электропроводные полимеры .

1.1. Закономерности легирования сопряженных полимеров.

1.2. Электрохимические закономерности легирования сопряженных полимеров.

1.3. Методы синтеза ЭП.

1.3.1. Синтез ЭП методом химической окислительной полимеризации.

1.3.2. Синтез ЭГ1 методом электрохимической полимеризации.

1.4. Физикомеханические свойства пленок ЭГ1.

2. Сенсоры на основе ЭП.

2.1. Механизмы генерирования сигнала.

2.2. Потенциометрическая техника.
2.3. Токоизмерительная техника.
2.4. Кондуктометрическая и резистометрическая техника.
2.5. Химические сенсоры для растворов.
2.5.1. Биосенсоры для растворов.
ЭКСПЕРИМЕНТАЛЬНАЯ ЧАСТЬ
3. Исходные вещества и методы исследования.
3.1. Исходные реактивы.
3.2. Методы физикохимических измерений.
3.3. Методики химического анализа.
4. Синтез ПОТ и ПМТ и сенсоры на их основе.
4.1. Химический синтез ПОТ и ПМТ с использованием персульфата аммония в качестве окислителя в средах трех различных кислот соляной, серной, азотной.
4.2. Химический синтез ПОТ и ПМТ с использованием бихромата калия в качестве окислителя в средах трех различных кислот соляной, серной, азотной.
4.3. Химический синтез ПОТ и ПМТ с использованием хлорида железа в качестве окислителя в средах трех различных кислот соляной, серной, азотной.
4.4. Электрохимический синтез ПОТ и ПМТ.
4.5. Изучение сенсорных свойств пленок из ПОТ и ПМТ в водных растворах.
4.5.1. Потенциометрический отклик на соответствующий мономер.
4.5.2. Изучение влияния среды раствора на сенсорные свойства электропроводной пленки.
4.5.3. Изготовление модифицированного диэтилдитиокарбаматионами, сенсора на основе иолитолуидина с откликом на ионы меди.
4.5.4. Изготовление потенциометрического биосенсора на сложные эфиры.
5. РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ
5.1. Влияние условий химической полимеризации на выход реакции и свойства полимера.
5.2. Определение основности атомов азота в ПОТ и ПМТ.
5.3. Термический анализ.
5.4. Сравнительная характеристика ИКспектров ПОТ, ПМТ и их мономеров.
5.5. Пленки электрополимеризованного ПОТ и ПМТ.
5.5.1. Определение оптимальной концентрации толуидинов в растворе при электрохимической полимеризации.
5.5.2. Механизм процесса электрополимеризации толуидинов.
5.5.3. Оценка обратимости процесса электроокисления толуидина.
5.5.4. Зависимость потенциала политолуидинового сенсора от раствора.
5.5.5. Потенциометрический отклик сенсора на соответствующий мономер.
5.5.6. Модифицированный диэтилдитиокарбаматионами сенсор на основе политолуидина с откликом на ионы меди.
5.5.7. Потенциометрический биосенсор на сложные эфиры.
ВЫВОДЫ
С ИСОК ЛИТЕРАТУРЫ
ПРИНЯТЫЕ В РАБОТЕ СОКРАЩЕНИЯ
ПП полипиррол
ПТ политиофен
ПАН полианилин
ПНА псрнигранилин
ЭП электропроводные полимеры
ПОТ поли отолуидин
ПМТ поли мтолуидин
ЭА этилацетат
АН ацетонитрил
ДМФА диметилформамид
ПК пропиленкарбонат
ЦВА циклическая вольтамперометрия
ДДТК диэтилдитиокарбамат
ВВЕДЕНИЕ


Потенциометрический отклик сенсора на соответствующий мономер. Модифицированный диэтилдитиокарбаматионами сенсор на основе политолуидина с откликом на ионы меди. Потенциометрический биосенсор на сложные эфиры. Полимерные материалы давно являются для химиков объектом исследования и применения. Еще сравнительно недавно специалисты имели дело главным образом с полимерными диэлектриками или с полупроводниками, которые могли быть переведены в проводящее состояние только в результате кардинального изменения их строения. Однако, открытие в году высокой проводимости полиацетилена стимулировало работы по синтезу и исследованию различных сопряженных полимеров 6. В результате появился обширный класс полимерных проводников. Типичными представителями этого класса являются полипиррол , политиофен , и полианилин . Эти полимеры после химического и электрохимического допирования приобретают собственную электропроводность. Общим свойством структуры электропроводных полимеров является полисопряжение Яг связей основной цепи, однако в случае полианилина это справедливо только для допированного полимера 6. Проводящие полимеры относятся к классу синтетических металлов. Это полисопряженные полимеры, которые обладают электрическими, электронными, и магнитными свойствами металлов, но сохраняют при этом механические свойства обычных полимеров. Технологические способы переработки проводящих и традиционных полимеров одни и те же. Они приобретают высокую проводимость в результате введения небольших концентраций допанта в матрицу исходных полисопряженных полимеров процесс допирования с проводимостью от Ю до 5 Смсм, при этом получаются материалы с металлической или полупроводниковой проводимостью от 1 до 5 Смсм 6, 7. Кроме того, привлекает простота химического и электрохимического синтеза проводящих полимеров, а также возможность управления их свойствами путем изменения условий синтеза , 6, 9, . О проводящих электропроводных полимерах в настоящий момент имеется большое количество публикаций в зарубежной литературе, однако в отечественной литературе публикаций по этой теме недостаточно. На сегодняшний день известно большое количество ЭП, но из типичных представителей этого класса полимеров наиболее изученными являются ПП и ПТ . Сравнительно мало внимания уделяется ПАН. Очень мало работ, посвященных влиянию условий химического синтеза ЭП на его свойства, а как же изучению зависимости свойств ЭП от его строения. Большое внимание уделено применению ЭП, в частности изготовлению различных датчиков на их основе 2. В связи с тем, что ЭП нашли широкое применение в науке и технике, возникает необходимость получения ЭП с за данными свойствами, а так же синтез и исследование новых ЭП. Представляет большой интерес изучение зависимости свойств полимера от его строения. Допирование полимера осуществляют путем его химического или электрохимического окисления или восстановления. В ходе реакции образуется комплекс между окисленным или восстановленным полимером и допантом ионами противоположного знака, внедренными в полимерную матрицу из раствора электролита. Этот процесс называют легированием, или допированием, анионами или катионами . При этом сохраняется электронейтральность полимера в целом, а полимерные цепи приобретают соответственно положительные и отрицательные заряды. Допирование является обратимым. В результате удаления допанта, т. Регулируя уровень допирования можно менять электропроводность полимеров в широком диапазоне и получать различные формы полимера от непроводящей или полупроводящей в дедонированном состоянии до высокопроводящей в глубокодопированном состоянии 6. Причины возникновения проводимости в полимерах, свойства электроактивных полимерных материалов и вопросов их практического применения в настоящее время интенсивно исследуются 7. Существует три основных пути превращения полимеров рассматриваемого типа в проводящие электроактивные материалы . Первый из них это химическое легирование окислителями, так называемое рлегирование, либо восстановителями легирование.