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1、导电聚合物聚毗咯的制备、性质及其应用1—??—?——?————亠••••I——第33卷第5期2010年5月化工科技市场CHEMICALTECHNOLOGYMARKET11I??——??——?————厶•••••?一■蔡本慧，曹雷，王肇君(中海油天津化工研究设计院，天津300131)摘要：聚毗咯(polypyrrole,Ply)作为导电聚合物因其易于制备、良好的环境稳定性和较高的导电率被认为是最冇商业价值的导电高分子材料之一，在电催化材料、传感器、金属防腐材料、二次电池电极材料、药物释放材料和电控离子交换等诸多
2、领域得到了广泛的研究与应用。综述了聚毗咯的制备方法，性质及其在相关领域的应用。指出聚毗咯未来的发展方向。关键词：导电聚合物；聚毗咯；电化学性质；离子交换；电催化中图分类号：0646.54文献标识码：A文章编号：1009—472512010)05—0011—06Preparation,electrochemicalproperties,andappUcai-Cai,Wang(CNO0CTiChina)【PPy),鹊aentconommeessironmentaderedthematerialshaveystud
3、iedandappliedine1ec—de1iverymaterials—andelectronicaH遷strocatalysis,°°nsor8—metalcorrosionmaterials,secondarybatteryelectrodecontr01■1oneXchic1eapp1•1cat•10nangeetc.•Thisartwerems•rials—drugovendewedthePreparationmethodoelectrochemicalpropertiesandre1atedWa
4、gofoverviewedoandfuturedeve1opmentofpolypyrrolepointedKeywords：conductingpolymer；po1ypyrro1e；electrochemicalproperties；ionexchange；electrocatalysis传统的有机聚合物如聚乙烯、聚丙稀、聚氯乙烯等通常都被认为是绝缘体，直到1977年，美国科学家Heeger,MacDiarmid和日本科学家白川英树等人首次发现聚乙块(Polyacetylene,PA)经电子受体(AsF,
5、或进行P型掺杂获得电导率为103S/cm特的掺杂机制，随着对导电聚合物研究更加深入，又相继发现了这类聚合物还具有良好的光电特性，氧化还原特性，电化学机械特性等，因此被认为是二十一世纪最具商业价值的导电材料。聚毗咯除了具有导电聚合物共同的特征以外，还具有单体无毒，容易制备，所制备的膜电导率高,机械性能好且在空气中稳定性好等优点，逐渐成为了导电聚合物研究的重点'引。以上的高聚物…，随着人们对共觇聚合物的结构和性能的认识不断提高，有机共辘导电高分子己逐渐成为当今一门新型的多学科交叉的研究领域旧1。一般导电聚合物指能
6、够导电的共觇订键的有机聚合物。可以分为4种形态一一绝缘体、半导体、导体和超导体，导电聚合物实现了从绝缘体到半导体、再到导体的变化(10105S/cm),是所有物质11「能够完成这种形态变化跨度最大的，正是这些特性使导电聚合物具有了许多优异的应用性能。大量的研究表明，各种共轨聚合物经掺杂后导电率可提高十几个数量级。导电聚合物的制备简便、导电性好且状态调制方便、质量轻、耐腐蚀、易加工等优点和其独1聚毗咯的制备毗咯单体是一种c,N五元杂环分子，室温下为无色油状液体，沸点129.8°C,密度0・97s/em3，微溶于
7、水，无毒，在电场或氧化剂的作用下易被氧化，进而发生聚合反应生成高分子聚合物。毗咯的聚合过程属于氧化偶合机理H1。首先毗咯单体失去一个电子被氧化为阳离子自由基；生成的阳离子自由基间发生加成性偶合反应，脱去两个万方数据12化工科技市场第33卷第5期质子后，生成比单体更易于氧化的二聚物；一一聚物继续被氧化成阳离子，与自由基或其他低聚的阳离子继续其链式偶合反应，直至生成长链聚毗咯。凸粤凸H:凸H—g.—2Hi《XI芒舟睾仑口-IXHNH型芒再糊NN冃前，聚毗咯膜的制备主耍有化学氧化法和电化学氧化法两种。通常,化学氧化
8、法制备工艺简单易操作，成本较低，适于大批量生产，但得到的聚毗咯一般为粉末样品，加工成型困难；而电化学氧化法则可直接得到导电聚卩比咯薄膜。1・1化学氧化法毗咯单体在CH,CN/NaCI0。溶液中的半波氧化电势+0.76V（相对Ag/Ag+）,在液相中易被氧化。化学氧化法是在一定的反应介质中加入特定的氧化齐使得单体在反应中直接生成聚合物并同时完成掺杂过程，与电化学的掺杂不同，因为其屮加入了两种物质，并且
