聚吡咯薄膜的电化学制备和性能研究

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1、摘要电化学聚合合成了聚吡咯膜构建了以铂丝为基体的电位型聚吡咯(PPy)pH传感器利用红外光谱和紫外可见光谱表征未掺杂(Pt/PPy)掺杂对甲苯磺酸钠Pt/PPy(TsO-)掺杂碳酸氢根聚吡咯膜Pt/PPy(HCO3-)的结构并且利用电化学阻抗技术探讨聚吡咯膜的电化学阻抗谱特征Pt/PPy表现出了良好的电位响应特性在pH为3~10的范围内其能斯特斜率为49.32mV/pH良好的线性r=-0.9971以及较短的响应时间并且对常规阳离子K+Na+有较小的选择性系数实验结果表明未掺杂的聚吡咯(Pt/PPy)对H+响应的能斯特斜率转换系数和掺杂HCO3-离

2、子的Pt/PPy(HCO3-)相差不大但掺杂TsO-离子的Pt/PPy(TsO-)要小得多研究了经电化学聚合得到的聚吡咯在碱性溶液中的降解行为利用计时库仑法和循环伏安法研究Pt/PPy电极在酸性和碱性溶液中的氧化还原性在酸性溶液中PPy表现出稳定的电化学活性但在碱性溶液中PPy电化学稳定性降低电化学活性衰减红外光谱和紫外可见光谱分析表明聚吡咯在碱性溶液中OH-不仅进攻聚吡咯位形成羰基而且OH-还有可能进攻聚吡咯位形成羧基而导致聚吡咯的降解研究了石墨和铂丝基体上电化学聚合的聚吡咯膜的电化学性能探讨了阴离子在聚吡咯膜中的嵌入/脱嵌机理利用扫描电镜观察了石墨/聚

3、吡咯铂丝/聚吡咯石墨/聚吡咯/碳纳米粉电极表面形貌的差异利用循环伏安法和电化学阻抗研究了这些电极在0.1mol/LLiClO4水溶液0.1mol/LLiClO4乙腈溶液0.1mol/LLiClO41,2-丙二醇碳酸酯溶液中的电化学性能循环伏安曲线表明石墨/聚吡咯石墨/聚吡咯/碳纳米粉电极具有氧化还原性氧化还原过程中石墨/聚吡咯电极的积分电量多于铂丝/聚吡咯的积分电量41.59在Li+水溶液中石墨/聚吡咯电极的积分电量较纯石墨电极的积分电量多石墨/聚吡咯/碳纳米粉电极的积分电量较纯石墨电极的积分电量多70.54石墨/聚吡咯电极在不同的电解质溶液中的电荷转移电阻都比铂丝/聚

4、吡咯电极的明显减小并且石墨/聚吡咯电极在不同的电解质溶液中的双电层电容要大于铂丝/聚吡咯电极的双电层电容关键词聚吡咯电化学聚合电化学性能pH传感器IAbstractApHsensorwasfabricatedfrompolypyrrole(PPy)onPtwire.PPywaspreparedelectrochemicallyusing0.1mol/LPyaqueoussolutionwithandwithout0.1mol/LNaHCO3or0.1mol/LTsONa,andcharacterizedbyinfraredabsorptionspectrum(IR)

5、,UV-visspectrumandelectrochemicalimpedancespectroscopy(EIS).Theelectrochemicallysynthesizednon-dopedPPyaspH-indicatorelectrodegavesatisfactorypotentiometricproperties:sub-Nernstianresponsewithaslope,of49.32mV/pHatbuffersolutionsofpH3to10,excellentlinearity,of-0.9971,andrelativelyfastrespons

6、etimeandlessbyfarionicselectivecoefficienttoconventionalpositiveionssuchasK+andNa+.Itwasindicatedthatsub-NernstianresponseslopeandtransformcoefficientofPt/PPyapproximatedtothoseofPPydopedwithHCO3-,whichwerebyfarlargerthanthoseofPPydopedwithTsO-.Thedegradationmechanismofconductingpolypyrrole

7、(PPy)inbasicsolutionwasstudiedbyusingChronocolometryandCyclicvoltammetry(CV)FTIRspectroscopyUV-visspectroscopy.TherewasapairofredoxcurrentpeaksonCVforPt/PPyelectrodeinacidsolution.HowevertheredoxactivityofPPydecreasedobservablyduetodegradationofPPyinbas