聚吡咯薄膜的電化學(xué)制備和性能研究.pdf

1、本文采用電化學(xué)聚合合成了聚吡咯膜，構(gòu)建了以鉑絲為基體的電位型聚吡咯(Ppy)pH傳感器。利用紅外光譜和紫外可見光譜表征未摻雜(Pt/Ppy)、摻雜對甲苯磺酸鈉〔Pt/Ppy(TsO-)〕、摻雜碳酸氫根聚吡咯膜〔Pt/Ppy(HCO3-)〕的結(jié)構(gòu)，并且利用電化學(xué)阻抗技術(shù)探討聚吡咯膜的電化學(xué)阻抗譜特征。Pt/Ppy表現(xiàn)出了良好的電位響應(yīng)特性：在pH為3～10的范圍內(nèi)，其能斯特斜率為49.32mV/pH，良好的線性，r=-0.9971，以及較

2、短的響應(yīng)時間，并且對常規(guī)陽離子（K+、Na+）有較小的選擇性系數(shù)。實驗結(jié)果表明，未摻雜的聚吡咯(Pt/Ppy)對H+響應(yīng)的能斯特斜率、轉(zhuǎn)換系數(shù)和摻雜HCO3-離子的〔Pt/Ppy(HCO3-)〕相差不大，但摻雜TsO-離子的〔Pt/Ppy(TsO-)〕要小得多。研究了經(jīng)電化學(xué)聚合得到的聚吡咯在堿性溶液中的降解行為。利用計時庫侖法和循環(huán)伏安法研究Pt/Ppy電極在酸性和堿性溶液中的氧化還原性。在酸性溶液中Ppy表現(xiàn)出穩(wěn)定的電化學(xué)活性，但在

3、堿性溶液中，Ppy電化學(xué)穩(wěn)定性降低，電化學(xué)活性衰減。紅外光譜和紫外可見光譜分析表明聚吡咯在堿性溶液中OH-不僅進攻聚吡咯β位形成羰基，而且OH-還有可能進攻聚吡咯α位形成羧基而導(dǎo)致聚吡咯的降解。研究了石墨和鉑絲基體上電化學(xué)聚合的聚吡咯膜的電化學(xué)性能，探討了陰離子在聚吡咯膜中的嵌入/脫嵌機理。利用掃描電鏡觀察了石墨/聚吡咯、鉑絲/聚吡咯、石墨/聚吡咯/碳納米粉電極表面形貌的差異。利用循環(huán)伏安法和電化學(xué)阻抗研究了這些電極在0.1mol/LL

4、iClO4水溶液，0.1mol/LLiClO4乙腈溶液，0.1mol/LLiClO41,2-丙二醇碳酸酯溶液中的電化學(xué)性能。循環(huán)伏安曲線表明石墨/聚吡咯、石墨/聚吡咯/碳納米粉電極具有氧化還原性。氧化還原過程中石墨/聚吡咯電極的積分電量多于鉑絲/聚吡咯的積分電量。在Li+水溶液中石墨/聚吡咯電極的積分電量較純石墨電極的積分電量多41.59﹪，石墨/聚吡咯/碳納米粉電極的積分電量較純石墨電極的積分電量多70.54﹪。石墨/聚吡咯電極在不同