导电高分子薄膜修饰电极的研究I. 聚吡咯薄膜电极的电化学合成及行为

利用在水溶液中的电化学聚合制备了聚吡咯烷、薄膜修饰电极. 讨论了对电化聚合的影响因素及薄膜修饰电极在不同电解质中的伏安特性, 从X-射线光电子能谱推测, 在吡咯的电化聚合过程中氧的参加引起在聚吡咯烷膜的结构中有羰基和羟基的生成.     

间接等离子体聚合制备聚吡咯薄膜

通过吡咯在氩辉光放电气流下游区域的间接等离子体聚合作用制备了聚吡咯薄膜。研究了聚合膜的沉积速率，用ＦＴＩＲ、ＸＰＳ、ＳＥＭ、ＸＲＤ、ＴＥＤ等手段表征了聚合膜的结构和形态。结果表明，聚合膜完整地保留了吡咯单体的共轭结构，显示出较高的导电性，化学掺杂碘以后膜的室温电导率为１０－７～１０－６Ｓ／ｃｍ。     

聚吡咯膜的电氧化形成和伏安特性

本文对铂电极上聚吡咯膜电氧化形成进行了探讨。获得了均匀、有透明感并显现电钯特性的聚吡咯膜。新生成的聚吡咯膜在一些电解液中表现电氧化-还原活性。但长期往复极化后会逐渐退化到高阻的惰性状态。应用聚吡咯膜保护烧结n-CdS光阳极的尝试未取得满意的效果。     

聚苯胺/聚吡咯-纳米二氧化硅复合薄膜的合成及防腐性能

采用循环伏安法(CV)在316不锈钢(316SS)表面聚合生成聚苯胺/聚吡咯-纳米二氧化硅(PAni/PPySiO_2)共聚复合薄膜.通过电化学工作站、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)等考察了聚苯胺(PAni)、聚苯胺/聚吡咯(PAni/PPy)与PAni/PPy-SiO_2薄膜的电化学聚合过程、分子结构和特征形貌;在3.5%(质量分数)Na Cl水溶液中利用Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)分别考察了PAni,PAni/PPy与PAni/PPy-SiO_2薄膜对不锈钢的防腐性能.结果表明,通过电化学法可以在316不锈钢表面生成PAni/PPy-SiO_2共聚复合薄膜;相对于PAni薄膜与PAni/PPy薄膜,PAni/PPy-SiO_2薄膜有着更密实的表面结构,其对不锈钢的保护能力优于PAni/PPy薄膜和PAni薄膜,纳米SiO_2的掺杂通过加强膜层的机械屏蔽作用并抑制腐蚀反应过程中电荷的传递,提高了薄膜的防腐能力.     

不同状态下聚吡咯膜的电化学阻抗

用恒电流法分别聚合了掺杂对甲苯磺酸根(pTS-)和十二烷基磺酸根(DS-)的聚吡咯膜(PPy/pTS和PPy/DS),通过循环伏安法(CV)和电化学阻抗法(EIS)测试了聚吡咯膜在NaCl溶液中‘过电位’电化学过程前后及不同电位下聚吡咯膜的电化学性能.同时,通过嵌入和脱出Na+和Cl-离子的聚吡咯膜在特定溶液中电化学阻抗图谱,研究了离子的嵌入对聚吡咯膜电化学性能的影响.结果表明‘过电位’现象可以提高聚吡咯膜的离子电导率和膜电容,Cl-离子的嵌入能提高PPy/pTS的电导率,而Na+离子的嵌入对聚吡咯膜的电导率影响不大.另外,嵌入离子对聚吡咯膜形貌的改变会对聚吡咯膜的离子传导率有一定影响,从而导致膜的电化学阻抗的变化.     

在水溶液中电化学反应制备大面积聚吡咯膜

以不锈钢为电极,在吡咯水溶液中,经电化学聚合制备了大面积的聚吡咯薄膜。研究了反应电流密度、反应温度、对阴离子种类和浓度等因素对成膜性能及电导率的影响。选择合适的反应条件,可得到电导率为120Scm~(-1)、抗拉强度46MPA、模量为1.75GPA的聚吡咯膜。     

电聚合导电聚吡咯的合成研究

用电化学法将吡咯单体聚合在电极上，于不同支持电解质的水溶液中得到聚吡啶薄膜。研究了电解质浓度、电解质阴离子种类及聚合时间对聚吡咯薄膜导电性能的影响。     

聚吡咯薄膜中茜素红S的电化学特性

利用循环伏安法研究了聚合电位和聚合电量对茜素红S掺杂聚吡咯薄膜修饰玻碳电极性质的影响,考察了不同电位范围内修饰电极的电化学特性.发现在茜素红S的氧化还原过程中存在着茜素红S分子与聚吡咯链的相互作用,且这一相互作用敏感于扫描正电位限.基于实验结果,提出了可能的茜素红S在电极表面聚吡咯膜内的氧化还原机理.     

水介质中吡咯的电化学聚合反应

研究了扫描电位上限对循环伏安法制备聚吡咯膜性能的影响，吡咯在水溶液中于玻碳电极表面化学聚合的起始电位为0．58V，在聚吡咯（Ppy）修饰电极表面聚合的起始电位为0．55V，当聚合电位上限在0．80V以上时，Ppy的氧化还原反应可逆性变差，同时，氧化电位过高将导致Ppy膜导电性能下降；研究了聚合介质对循环伏安法制备导电聚吡咯膜的影响，实时观察了吡咯（Py）聚合过程溶液中质子含量的动态变化，发现Py聚合伴随有质掺杂←→释放过程；结合Ppy膜的元素分析、ESR分析和IR光谱分析，总结出了水介质中电化学聚合高导电性聚吡咯膜的条件。     

聚（N—十二烷基—3—苯基吡咯）的研究

合成了一种吡咯的双取代衍生物：Ｎ－十二烷基－３－苯基吡咯，并用化学氧化法对其实施了聚合反应。该反应生成的导电聚合物可溶于一般有机溶剂，用溶剂蒸发制膜的方法可制得柔软的自支撑薄膜，用四电极方法测得掺杂态薄膜的电导率约为０．０５Ｓ／ｃｍ。并通过元素分析、ＧＰＣ、ＦＴ－ＩＲ、１Ｈ－ＮＭＲ等手段对其分子结构进行了表征。     

硫醇自组装膜对金电极上吡咯电化学聚合的影响

用电化学聚合法在多种烷基硫醇自组装膜修饰金电极上制备了聚吡咯.通过计时安培法、循环伏安法和交流阻抗技术研究了自组装膜的烷基链长和端基功能团对吡咯聚合过程和性质的影响.当自组装膜较完美时,聚吡咯沉积在自组装膜表面;而当自组装膜有一定缺陷时,吡咯在针孔处成核,然后继续生长并完全覆盖在自组装膜表面.研究结果表明,烷基硫醇的链越短,吡咯聚合越容易;疏水的烷基硫醇自组装膜有利于聚吡咯在电极表面的生长.     

纳米尺度TiO2／聚吡咯多孔膜电极光电化学研究

用光电流作用谱，光电流－电势图和ＵＶ－Ｖｉｓ光说研究了ＴｉＯ２／聚吡咯多孔膜电极在不含氧化还原对和含不同氧化还原体系电解质溶液中的光电转换过程。ＴｉＯ２／聚吡咯多孔膜电极双层ｎ型半导体结构，内层ＴｉＯ２多孔膜的禁带宽度为３．２６ｅＶ，外层聚吡咯膜的禁带宽度为２．２ｅＶ。     

氟尿嘧啶的电化学控制释放

本文探讨了抗癌药物氟尿嘧啶在聚吡咯膜修饰玻碳电极上的电化学控制释放，结果表明药物自膜中的释放是聚吡咯膜的电化学氧化还原过程决定的。其释放量可由还原电位进行控制，并与还原电量和膜厚呈现良好的线性关系。     

导电高分子薄膜修饰电极的研究（Ⅱ）──杂聚阴离子掺杂聚吡咯膜的性质

制备了钨钴酸根与钨铜酸根阴离子掺杂的聚吡咯膜电极，并对其电化学行为进行了初步研究。结果表明，在微酸性或近中性的溶液中，该电极有良好的电化学稳定性及循环伏安行为。聚吡咯膜对钨铜酸根阴离子的第２个氧化还原过程有明显的催化作用。电子自旋共振显示杂聚阴离子与聚吡咯分子链形成了某种复合物，此复合物对聚吡咯电结构的影响随阴离子的不同而异。     

无标记DNA在氨基改性导电聚吡咯表面的固定/杂交

通过吡咯(Py)与其衍生物——6-吡咯己胺(PyHA)的共聚物聚(吡咯-co-6-吡咯己胺)[poly(Py-co-PyHA)]的合成研究,并采用电化学循环伏安法来考察体系的电化学活性.在缓冲溶液中,由于探针DNA链上的负电荷与共聚物分子链上的正电荷之间存在强烈的静电吸引力,使得DNA能够固定在导电聚合物膜上.实验结果证明,目标DNA和聚吡咯薄膜之间不存在非特异性吸附,而能和探针DNA进行顺利杂交.此结果为以后研究更为敏感的DNA固定及导电聚合物敏感膜提供了实验基础.     

对甲苯磺酸掺杂聚吡咯的合成、表征及其对金属镁的防腐蚀性能研究

以对甲苯磺酸为掺杂剂, 三氯化铁为氧化剂, 化学氧化吡咯制备了对甲苯磺酸掺杂聚吡咯. 考察了掺杂剂与氧化剂的用量对掺杂聚吡咯电导率的影响, 得到了高电导率聚吡咯的优化条件, 用UV, IR和SEM对其结构和形貌进行了表征. 结果表明, n(对甲苯磺酸)∶n(吡咯)∶n(三氯化铁)＝0.75∶1∶0.5时, 合成的聚吡咯的形貌规则, 电导率达42.7 S•cm^－1. 以聚吡咯为功能成分, 环氧树脂为成膜物质, 得到一种功能膜, 旋涂于金属镁表面, 采用极化曲线和开路电位考察了含有聚吡咯的膜层对金属镁的防腐蚀性能. 结果表明, 含有聚吡咯的膜层对金属镁有很好的防腐蚀性能, 腐蚀电流为0.0981 A, 腐蚀电位为－0.88 V, 在膜层与金属镁之间形成了一层钝化膜.     

磷钼钒类杂多酸—聚吡咯薄膜修饰电极及其电催化性能研究

合成了磷钼类杂多酸，采用电化学方法首次在导电基体玻碳电极上研制了磷钼钒类杂多酸－聚吡咯薄膜修饰电极，该电极性能稳定，经久耐用，对膜修饰电极的电化学行为进行了表征，研究了膜修饰电极酸性水溶液中的氯酸根、溴酸根，、磺酸根，亚硝酸根，三阶铁离子，     

聚吡咯对Cu(II)的催化还原作用

以对甲苯磺酸钠为掺杂剂在不锈钢(SS)电极表面恒电位合成聚吡咯(PPy)修饰膜, 采用恒电位和动电位对Cu(II)的还原效果进行了研究, 并与不锈钢电极进行了对比. 结果表明, 由于聚吡咯的催化作用, 聚吡咯修饰电极对Cu(II)还原效率高于不锈钢电极; 聚吡咯膜对析氢有明显的抑制作用, 因此电流效率远远高于不锈钢电极, 这是采用聚吡咯进行电化学还原的明显优势. 通过在不同浓度Cu(II)酸性溶液中的循环伏安行为讨论了聚吡咯对Cu(II)的还原作用机理.     

导电聚合物膜修饰电极的研究Ⅲ: 杂多酸掺杂聚吡咯膜电极的电子自旋共振(ESR)特性研究

本文通过对不同条件下的Co(W~2O~7)~6^1^0^-和CuW~1~2O~4~0^6^-掺杂聚吡咯膜ESR谱线的分析并以相同条件下NO~3^-掺杂聚吡咯膜作为参照, 表明杂聚阴离子不仅起着中和电性的作用, 而且与聚吡咯分子链相作用形成某种加合物, 它影响聚吡咯的电结构, 这种加合物在过正或过负的电位下均不稳定。首次发现在CuW~1~2O~4~0^6^-掺杂的干态聚吡咯膜具有Dysonian线型, 表明膜中其它电结构的存在。     

导电高分子材料电化学合成过程中的计量化学关系

导电高分子材料可以通过电化学方法合成,在合成过程中,电解液中的阴离子以一定比例作为反离子结合在聚合物 中,然后沉积在电极表面.本文以聚吡咯为例,对此过程进行了计量化学探主坟,导出了生成的聚合重量与反应中消耗的电量及反离子大小和比例间的关系.十二磺酸聚吡咯、扁桃酸聚吡咯、讥氯酸聚吡咯与氯化聚吡咯的电化学合成证实了以上关系.实验与计算表明,氯化聚吡咯中由于反离的分子量接近单体分子量的1/2,故生成的聚合物重量与反离子在聚合筘的比例无关.