甲基橙掺杂聚吡咯纳米管的合成及其性能
2011-06-12朱寒冰
朱寒冰,黄 瑜,李 亮
(武汉工程大学材料科学与工程学院,湖北 武汉 430074)
0 引 言
上世纪70年代,日本筑波大学的白川英树、美国宾夕法尼亚大学的Macdiarmid Alan G和美国加州大学圣塔巴巴拉分校的Heeger Alan J共同发现具有简单结构的共轭聚合物—聚乙炔经I2掺杂后电导率可上升十几个数量级,即其电性质从绝缘体(电导率为10-9S/cm)跃变为金属导体(电导率为103S/cm)[1].这一发现彻底打破了高分子材料都是绝缘体的传统观念,具有重要科学意义[2].从此,关于导电聚合物的研究很快引起了人们的广泛关注,并迅速发展成为一门新兴的多学科交叉的研究领域[3-13].其中聚吡咯(PPy,polypyrrole)是最受关注的一种典型导电聚合物,因其具有易合成、电导率高、稳定性好、环境无毒性和可逆的氧化还原特性等优点[14],在微电子、光学、电化学和生物技术等领域都有着广泛的应用,受到众多科研工作者的青睐.
1 实验部分
吡咯(Py,pyrrole)单体在使用前进行减压蒸馏备用.在30 mL浓度为5 mmol/L的甲基橙(MO, Methyl Orange)溶液中加入不同物质的量的Fe(NO3)3,使其浓度分别为0.05、0.1、0.25和0.5 mol/L.两者混合后,立即出现深红色絮状沉淀.在常温下快速搅拌该混合溶液3~5 min.然后向体系中加入70 μL(1 mmol)吡咯单体,立即生成少量黑色物质.在常温下持续搅拌反应24 h后,得到大量黑色固体产物,过滤并用双重蒸馏水和乙醇洗涤产物直至滤液呈无色,50 ℃下真空干燥,即得PPy-MO纳米管.
通过滴加Nafion溶液(质量分数为5%)将聚吡咯纳米管涂覆在铂盘工作电极表面,在室温下自然风干.分别配制浓度为0.2 mol/L浓度的Na2SO4、KCl和 KClO4溶液,作为电解质溶液备用.……p>
