Obraz (2570)

W dalszej części wrócimy jeszcze do mechanizmów przewodzenia w poli-„jotf i omówimy go dokładnie. Na razie zajmiemy się problemami dotyczącymi otrzymywania przewodzącego polimeru, a dokładniej - otrzymy-guóm warstwy polimeru przewodzącego na metalicznym podłożu elektrody. Znane są następujące metody otrzymywania:

1)    adsorpcja polimeru z roztworu na powierzchni elektrody;

2)    odparowanie rozpuszczalnika z naniesionego roztworu polimeru;

3)    osadzanie polimeru w wyniku jego utlenienia lub redukcji;

4)    nanoszenie polimeru w trakcie obrotów elektrody dyskowej spin coaling;

5)    wiązanie chemiczne monowarstwy monomeru i jego polimeryzacja;

6)    polimeryzacja plazmowa;

7)    polimeryzacja elektrochemiczna.

p mon

pa

Rys. UJ. Krzywe chronowoliamperomelryczne roztworu pirolu w acetonilrylu

Użycie odpowiedniej metody uwarunkowane jest rodzajem polimeru, który ma być badany. Z punktu widzenia elektrochemii bardzo interesującą metodą jest elektropolimeryzacja. Jest to elektrochemiczny proces będący odpowiednikiem polimeryzacji chemicznej. Polega on na tym, że elektro-chemiczna reakcja przeniesienia ładunku (zwykle chodzi tutaj o proces utleniania) inicjuje ciąg chemicznych reakcji następczych, prowadzący do

powstawania cząsteczki polimeru. Metoda ta, mimo że nie może być stosowana do wszystkich typów polimerów (tab. 11.1), jest bardzo popularna i chętnie używana. Prowadząc badania elektrochemiczne polimerów przewodzących, najwygodniej jest również stosować elektrochemiczne metody ich otrzymywania. Poza tym, przy takim sposobie postępowania polimeryzacja zachodzi bezpośrednio na elektrodzie, na której będą polem prowadzone badania. Istnieje tutaj też bardzo duża możliwość kontroli prowadzonego procesu. Przede wszystkim sterując potencjałem elektrody roboczej można proces przyspieszyć lub hamować. Programując ilość ładunku, jaki przepływa w trakcie elektrolizy, kontroluje się grubość uzyskiwanego filmu. W zależność: od użytego elektrolitu podstawowego bądź innych dodatków do roztworu można uzyskać filmy polimerowe o różnych właściwościach.

Zajmijmy się jednym z najlepiej poznanych polimerów przewodzących - polipirolem. Polimeryzacja pirolu została odkryta już w XIX w. Później stwierdzono, że z roztworu zawierającego pirol po utlenieniu na elektrodzie wydziela się czarny proszek. Dopiero w latach siedemdziesiątych naszego wieku zaczęto dokładnie badać to zjawisko.

Rysunek 11.1 przedstawia krzywe woltamperometryczne roztworu pirolu w acetonitrylu. Jak widać, w pierwszym cyklu mamy tylko jeden pik anodowy w potcngale ok. 1,4 V. Odpowiada on reakcji anodowego utleniania pirolu na elektrodzie:

(Ul)

Następnymi procesami są reakcje chemiczne pirolu i kationorodnika, których produktem jest bipirol:

H

(11.2)

H

H

|I§ (11.3)

Potencjał utleniania bipirolu i następnych oligomerów jest    niższy

niż potencjał utleniania pirolu, dlatego w kolejnych cyklach woltamperomet-