Ви є тут

Синтез і властивості електроактивних матеріалів на основі полімерних анізидинів та аміноацетофенонів.

Автор: 
Стратан Наталія Валентинівна
Тип роботи: 
Дис. канд. наук
Рік: 
2006
Артикул:
0406U000810
129 грн
Додати в кошик

Вміст

РОЗДІЛ 2
ХАРАКТЕРИСТИКА ОБ’ЄКТІВ ДОСЛІДЖЕННЯ ТА МЕТОДИКА ЕКСПЕРИМЕНТУ
2.1. Фізико-хімічні параметри, синтез і очистка реактивів
Для синтезу та дослідження властивостей полімерних сполук, виготов-лення на їх
основі електроактивних композитів і конструювання хімічних дже-рел живлення
використовувалися наступні речовини та матеріали:
ізомери анізидину (метоксианіліну) (“Aldrich”, “Merck-Schuchardt”) - марки
„ЧДА”;
ізомери аміноацетофенону (“Fluka AG, Buchs SG”, Switzerland) - марки „ЧДА”;
конго червоний (динатрієва сіль
3,3ў-[[1,1ў-дифеніл]-4,4ў-диилбис(азо)-]бис[4-аміно-1-нафталінсульфокислоти])
(“POCH”, Polska) - марки „ХЧ”;
п-аміноазобензен (“POCH”, Polska) - марки „ХЧ”;
анілін (“Linegal Chemicals”) - переганяли під вакуумом при температурі 75-800С.
Показник заломлення перегнаного аніліну рівний 1.5851 (t = 160С). Основні
фізичні характеристики зведені у табл. 2.1 [140].
Таблиця 2.1
Фізичні константи аніліну
Колір, агрегатний стан
Mr
Тпл, 0С
Ткип, 0С
, г/см3
Безбарвна рідина із своєрідним запахом
93,13
-5,89
184,4
1,5863
1,022
Пероксидисульфат амонію - марки „ЧДА”.
Перхлорат літію - одержували взаємодією гідроксиду літію (марки „Ч”) і хлорної
кислоти (марки „Ч”). Отриманий продукт, після перекристалізації та нагрівання
до температури 2500С (для усунення кристалічної води), сушили у вакуумі при
2000С до сталої маси. Основні характеристики приведені у табл. 2.2 [140].
Таблиця 2.2
Фізичні властивості перхлорату літія
Колір, агрегатний стан
Mr
Тпл, 0С
Ткип, 0С
, г/см3
Розчинність у воді, г/100г Н2О
Розчинність в органічних розчинниках
Безбарвні кристали, розпливаються на повітрі
106,39
246,7
Розкл. при 4000С
2,43
51,2
Метанол, етанол, ацетонітрил, пропіленкарбонат
Перхлорат магнію (ангідрон) - марки „ХЧ”; перекристалізовували і нагрі-вали до
температури 140-1450С для видалення кристалічної води. Висушували у вакуумі при
2400С до сталої маси.
Ацетонітрил - марки „ЧДА”.
Пропіленкарбонат (4-метил-1,3-диоксол-2-он) - висушували безводним CaCl2,
переганяли під вакуумом при температурі 92-1000С. Показник заломлен-ня
перегнаного продукту становив 1.4193, температура кипіння 237-2400С. Деякі
фізичні константи наведені у табл. 2.3 [141].
Таблиця 2.3
Фізичні властивості пропіленкарбонату
Колір, агрегатний стан
Mr
Тзам, 0С
Ткип, 0С
, г/см3
Безбарвна рідина
102,09
-49
235-239
1,421
1,205
Магній металічний і Літій металічний - використовували технічні про-дукти без
додаткової очистки.
Сажа ацетиленова ТА-60 і графіт ABG-81 (“Superior Graphite”) - перед
використанням висушували при 1200С протягом двох діб.
Аргон - газоподібний, високої чистоти ТУ-6-21-12-94 виробництва ВАТ „Львівський
хімічний завод”.
Епоксидна смола та отверджувач відповідають вимогам ТУ 07510508.90-94.
Реактиви марок „ЧДА” та „ХЧ” використовували без додаткової очистки.
2.2. Синтез полімерів
Cинтезували полімерні сполуки окиснювальною поліконденсацією вихід-них
мономерів у 0.5 М розчині сульфатної кислоти із застосуванням
пероксиди-сульфату амонія як окиснювача [11, 142]. Умови проведення синтезів
зведені у табл. 2.4.
Окиснювальну поліконденсацію мономерних сполук проводили при різ-них
температурах: 18 та 300С, в залежності від їх реакційної здатності в зада-них
умовах. Осади поліконденсатів промивали дистильованою водою до рН 6 та
висушували під вакуумом при 300С до сталої маси.
Таблиця 2.4
Умови окиснювальної поліконденсації ароматичних амінів
Мономер
Мольне співвідношення окиснювач/мономер
t, год
Т, 0С
Вихід поліконденсату, %
орто-Анізидин
1,0
24
18
54,3
пара-Анізидин
1,0
24
18
50,7
мета-Анізидин
1,0
24
18
43,0
орто-Аміноацетофенон
2,0
50
30
71,9
пара-Аміноацетофенон
2,0
50
30
71,6
мета-Аміноацетофенон
2,0
50
30
58,3
Конго червоний
1,0
24
18
70,7
2.3. Циклічна вольтамперометрія
Циклічна вольтамперометрія (ЦВА) - відносно нескладний метод, що на-дає
можливість вивчати оборотні та необоротні реакції переносу електрона,
електрохімічні реакції із спряженими стадіями хімічних перетворень і ад-сорбцію
на електродах [143, 144]. Основним рівнянням ЦВА оборотних проце-сів, що
протікають на поверхні стаціонарного плоского електроду (в умовах лінійної
дифузії), є рівняння Рендлса-Шевчика:
Ір = 0,446 [(nF)3/2/(RT)1/2] AD1/2CV1/2 = 2,71Ч105n3/2AD1/2CV1/2 при 293 K,
(2.1)
де Ір - струм піку (мкА);
n - кількість електронів, що беруть участь в реакції окиснення чи віднов-лення;
А - площа електроду (см2);
D - коефіцієнт дифузії електроактивних частинок (см2/с);
С - концентрація електроактивних частинок в розчині (ммоль/л);
V - швидкість розгортки потенціалу (В/с).
У випадку необоротних систем величини струмів анодних або катодних піків
описуються наступними рівняннями:
Іра = 0,4958nF (F/(RT))1/2 [(1-a) na]1/2 AD1/2CV1/2,
Ірk = 0,4958nF (F/(RT))1/2 (ana )1/2 AD1/2CV1/2,
де символи і розмірність величин ті ж самі, що й у рівнянні (2.1), а
Іра, Ірk - струм анодного (катодного) піку (мкА);
nа - число електронів, які переносяться в лімітуючій стадії;
a - коефіцієнт переносу.
Критерії оборотності та необоротності електродних процесів визначають-ся за
такими закономірностями:
DЕakp = 2Ч1,11 = 0,056/n В, Ipk/Ipa = 1 при 293 К,
(2.2)
Ep - Ep/2 = 2Ч1,11 = 0,056/n В,
(2.3)
DЕakp >> 0,056/n В, Ep - Ep/2 = -1,857 = - В,
(2.4)
де DЕakp - різниця потенціалів анодного і катодного піків (В);
Ep - потенціал піку (В);
Ep/2 - потенціал півпіку (В).
Для оборотних електродних реакцій спостерігається лінійна залежність Ір від
V1/2 і незалежність Ер чи Ір / V1/2 від V, а в необоротних реакціях - величина
Ер і DЕakp залежить від V.
Квазіоборотна електродна реакція займає проміжне положення між обо-ротною і
необоротною (DЕak