CN101585916A - 乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物及合成方法 - Google Patents
乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物及合成方法 Download PDFInfo
- Publication number
- CN101585916A CN101585916A CNA2009100532252A CN200910053225A CN101585916A CN 101585916 A CN101585916 A CN 101585916A CN A2009100532252 A CNA2009100532252 A CN A2009100532252A CN 200910053225 A CN200910053225 A CN 200910053225A CN 101585916 A CN101585916 A CN 101585916A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- acetanil
- conductive copolymer
- electrode
- orthanilic
- doping conductive
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Pending
Links
Images
Landscapes
- Macromolecular Compounds Obtained By Forming Nitrogen-Containing Linkages In General (AREA)
Abstract
本发明涉及乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物及合成方法，所述的共聚物具有可逆氧化还原特性，电导率为200～250S/cm，结构式为：(见图)式中，R＝COCH3；在玻碳电极、铂丝电极和饱和甘汞电极构成的电解池内，将乙酰苯胺、邻氨基苯磺酸和高氯酸混合成均匀相电解液，乙酰苯胺0.02～0.08mol/L，邻氨基苯磺酸0.05～0.15mol/L，高氯酸0.5～2mol/L，玻碳电极上得到电解产物，洗涤后真空干燥。优点是：共聚物不仅具有聚乙酰苯胺的优良特性，在酸性溶液中的电化学活性高于聚乙酰苯胺，pH10.0磷酸盐缓冲溶液中仍保持高电化学活性和导电性。
Description
技术领域
本发明涉及电化学领域，尤其是一种乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物及合成方法。
背景技术
在导电聚合物中，聚苯胺具有高的电导率、良好的氧化还原可逆性、膜的颜色能随电位而迅速变化，以及环境稳定性好等特点而备受人们的研究关注。然而，当介质的pH＞4时，聚苯胺几乎失去了它的电化学活性，并且电导率也变的很低。这在一定程度上限制了它在二次电池、电催化、电致变色等方面的应用。
1990年Epstein首次合成了自掺杂聚苯胺，因其表面可离子化的、荷负电的功能团可以自掺杂，所以它的电化学活性和导电性在很宽的pH范围内与外部的质子强度无关。在国内，有关自掺杂聚苯胺的专利文献仅有公开号CN1802399，主要采用化学共聚法，实验操作相对复杂。虽然自掺杂聚苯胺从很大程度上可以减少其本身对pH的依赖，然而大部分工作是侧重于含可离子化、荷负电的功能团的苯胺衍生物单体本身的聚合研究，尽管电化学制备共聚物的条件比均聚物更加可控。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于提供一种在pH＞4的条件下，仍具有高的电化学活性、导电性的新型乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物。
本发明所要解决的另一技术问题在于提供一种上述乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物的合成方法。
本发明解决上述技术问题所采取的技术方案是：一种乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物，结构式为：
式中，R＝COCH3，其中，共聚物具有可逆的氧化还原特性，分子量为1.7×104±500，电导率为200～250S/cm，应用电位范围为-0.2～1.0V(vs.SCE)。
本发明的乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物不仅具有聚乙酰苯胺的优良特性，在酸性溶液中的电化学活性也高于聚乙酰苯胺，并且在pH为10.0的磷酸盐缓冲溶液中仍能保持很高的电化学活性，它的可应用电位范围为-0.2～1.0V(vs.SCE)，用四探针法测定出自掺杂共聚物的电导率为200～250S/cm。
针对上述乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物的合成方法，在由一玻碳电极(作为工作电极)、一铂丝电极和一饱和甘汞电极(作为参比电极)构成的三电极电解池内，将乙酰苯胺、邻氨基苯磺酸和高氯酸混合成均匀相电解液，对电解液进行电解，在玻碳电极上得到电解产物，充分洗涤后将固体电解产物取下，在70～90℃下真空干燥，得到磺酸导电共聚物，在所述的电解液中，乙酰苯胺的浓度为0.02～0.08mol/L，邻氨基苯磺酸的浓度为0.05～0.15mol/L，高氯酸的浓度为0.5～2mol/L。
具体的，乙酰苯胺的浓度为0.02，0.03，0.04，0.05，0.06，0.07或0.08mol/L，邻氨基苯磺酸的浓度为0.05，0.08，0.1，0.12或0.15mol/L，高氯酸的浓度为0.5，0.8，1，1.2，1.5，1.8或2mol/L。
在上述方案的基础上，在电解前，对所述的玻碳电极依序用0.3μm和0.05μm的Al2O3抛光粉进行预处理。
在上述方案的基础上，在电解前，对所述的铂丝电极经重铬酸钾和硫酸的混合液进行预处理，混合液采用成熟方法配置即可，重铬酸钾和硫酸的摩尔比约为1∶100。
在上述方案的基础上，在电解前，所述的乙酰苯胺先用乙醇重结晶，再与邻氨基苯磺酸和高氯酸混合成电解液。
在上述方案的基础上，所述电解为在常温、常压下，采用循环伏安法进行电解，其中，循环伏安法的扫描电压为-0.2～1.0V(vs.SCE)。
本发明的有益效果是：
本发明的乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物不仅具有聚乙酰苯胺的优良特性，在酸性溶液中的电化学活性也高于聚乙酰苯胺，并且在pH为10.0的磷酸盐缓冲溶液中仍能保持很高的电化学活性和导电性，应用广泛。
附图说明
图1为本发明乙酰苯胺与邻氨基苯磺酸在高氯酸溶液中电化学共聚的循环伏安图。
图2为本发明导电共聚物的紫外可见吸收光谱图。
图3为本发明导电共聚物的X-射线光电子能谱图。
图4为本发明导电共聚物的红外光谱图。
图5为本发明导电共聚物在不同pH溶液中的循环伏安图。
具体实施方式
一、电解体系的准备
1、电解液准备：
电解液原料：乙酰苯胺(使用前用乙醇重结晶)、邻氨基苯磺酸和高氯酸。
电解液配制：将乙酰苯胺和邻氨基苯磺酸加入到高氯酸溶液中，用电磁搅拌器搅拌至均匀相电解液，电解液中，乙酰苯胺的浓度为0.02～0.08mol/L，邻氨基苯磺酸的浓度为0.05～0.15mol/L，高氯酸的浓度为0.5～2mol/L。
2、电解池准备：
电解池为三电极电解池，由一玻碳电极作为工作电极、一铂丝对电极和一饱和甘汞电极(SCE)(参比电极)构成。
在电解前，对所述的玻碳电极依序用0.3μm和0.05μm的Al2O3抛光粉进行预处理。
在上述方案的基础上，在电解前，对所述的铂丝电极经重铬酸钾和硫酸的混合液进行预处理，混合液采用成熟方法配置：将20g的K2Cr2O7，溶于40mL水中，再将浓H2SO4 360mL徐徐加入K2Cr2O7溶液中即可，重铬酸钾和硫酸的摩尔比约为1∶100。
在上述方案的基础上，在电解前，对所述的乙酰苯胺先用乙醇重结晶，再与邻氨基苯磺酸和高氯酸混合成电解液。
二、乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物的合成：
1、电解合成
将配制的电解液加入到电解池中，用循环伏安法进行电解。扫描电位控制在-0.2～1.0V(vs.SCE)，电位扫描的速率控制在30～180mV/s。在玻碳电极上生成固体电解产物，电解的循环伏安图如图1所示，可以观察到共聚物的三对氧化还原峰。
2、洗涤
用二次蒸馏水充分冲洗电极表面，直至完全除去未反应的乙酰苯胺和邻氨基苯磺酸，然后将玻碳电极上生成的固体电解产物取下。
3、干燥
将固体电解产物在70～90℃下真空干燥，得产物即乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸自掺杂导电共聚物。
三、乙酰苯胺与邻氨基苯磺酸自掺杂共聚物性能表征
共聚物的紫外可见吸收光谱如图2所示，300nm处的吸收峰由苯环的π-π*跃迁产生的，比纯苯胺的吸收峰蓝移了约15nm，这是因为聚合物链中引入了磺酸基，空间位阻增大，聚合物共平面性减弱。同时，由共聚物激发态跃迁产生的620nm处的吸收峰也有一定的蓝移。
X-射线光电子能谱如图3所示，通过计算得到共聚物的磺化度(硫原子与氮原子之比)为26％。
共聚物的红外光谱图如图4所示，其中，620cm-1处出现了磺酸基的吸收峰。
共聚物在不同pH溶液中的电化学活性如图5所示，共聚物在pH为10.0的磷酸盐缓冲溶液中仍具有很高的电化学活性，利用四探针法测定出共聚物的电导率为200～250S/cm。
Claims (6)
1、一种乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物，结构式为：
式中，R＝COCH3，
其中，所述共聚物具有可逆的氧化还原特性，分子量为1.7×104±500，电导率为200～250S/cm，应用电位范围为-0.2～1.0V(vs.SCE)。
2、针对权利要求1所述乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物的合成方法，其特征在于：由一玻碳电极、一铂丝电极和一饱和甘汞电极构成的三电极电解池内，将乙酰苯胺、邻氨基苯磺酸和高氯酸混合成均匀相电解液，对电解液进行电解，在玻碳电极上得到电解产物，充分洗涤后将固体电解产物取下，在70～90℃下真空干燥，得到磺酸导电共聚物，在电解液中，乙酰苯胺的浓度为0.02～0.08mol/L，邻氨基苯磺酸的浓度为0.05～0.15mol/L，高氯酸的浓度为0.5～2mol/L。
3、根据权利要求2所述的乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物的合成方法，其特征在于：在电解前，对所述的玻碳电极依序用0.3μm和0.05μm的Al2O3抛光粉进行预处理。
4、根据权利要求2所述的乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物的合成方法，其特征在于：在电解前，对所述的铂丝电极经重铬酸钾和硫酸的混合液进行预处理。
5、根据权利要求2所述的乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物的合成方法，其特征在于：在电解前，对所述的乙酰苯胺先用乙醇重结晶，再与邻氨基苯磺酸和高氯酸混合成电解液。
6、根据权利要求2所述的乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物的合成方法，其特征在于：所述电解为在常温、常压下，采用循环伏安法进行电解，其中，循环伏安法的扫描电压为-0.2～1.0V(vs.SCE)，扫描电位速率为30～180mV/s。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009100532252A CN101585916A (zh) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | 乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物及合成方法 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CNA2009100532252A CN101585916A (zh) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | 乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物及合成方法 |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN101585916A true CN101585916A (zh) | 2009-11-25 |
Family
ID=41370362
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CNA2009100532252A Pending CN101585916A (zh) | 2009-06-17 | 2009-06-17 | 乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物及合成方法 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN101585916A (zh) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104451806A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-25 | 江苏科技大学 | 一种聚苯胺与聚对氨基苯酚双层膜及其制备方法与应用 |
-
2009
- 2009-06-17 CN CNA2009100532252A patent/CN101585916A/zh active Pending
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN104451806A (zh) * | 2014-12-12 | 2015-03-25 | 江苏科技大学 | 一种聚苯胺与聚对氨基苯酚双层膜及其制备方法与应用 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| CN102212210B (zh) | 一种原位聚合制备聚苯胺包覆细菌纤维素纳米导电复合材料的方法 | |
| CN103903870B (zh) | 一种可变色和可拉伸的超级电容器及其制备方法 | |
| CN101293961B (zh) | 一种电致变色聚合物及其制备方法和应用 | |
| CN108447696B (zh) | 一种聚吡咯/导电碳布复合电极的制备方法及其应用 | |
| Dong et al. | Multi-color electrochromism containing green color based on electrochemically polymerized star-shaped phenyl bithiophene | |
| Xu et al. | Triphenylamine-based multielectrochromic material and its neutral green electrochromic devices | |
| Bao et al. | ON/OFF states of a microbial fuel cell controlled by an optical switching system | |
| CN104681300A (zh) | 聚苯胺—磺化石墨烯复合电极材料及其制备方法 | |
| CN103483815B (zh) | 一种用于储能材料的导电聚吡咯/木质素衍生物复合物的制备方法 | |
| CN104211958A (zh) | 一种磺化石墨烯与聚苯胺杂化膜及其电化学制备方法 | |
| JP2011213586A (ja) | 炭素材料及びその製造方法 | |
| CN101585916A (zh) | 乙酰苯胺/邻氨基苯磺酸化自掺杂导电共聚物及合成方法 | |
| KR950013182B1 (ko) | 전기활성 밀도가 높은 전도성 고분자 복합체 및 그 제조방법 | |
| OUYANG et al. | Enhanced film-forming and electrochromic properties by incorporating bithiophene into triphenylamine | |
| CN110491679B (zh) | 氧化石墨烯-聚噻吩复合材料和基于该材料的超级电容器 | |
| CN110010368A (zh) | 一种片状聚3,4-乙撑二氧噻吩及其制备方法与应用 | |
| Fabre et al. | Electrochemical oxidation of 1, 4-dialkoxybenzenes in organic media. Reversible one-electron process in a methylene chloride/trifluoroacetic acid mixture and electropolymerization reaction in dry acetonitrile | |
| CN104610543A (zh) | 一种导电高分子材料 | |
| Kanbara et al. | Preparation of new redox-active quaternized poly (quinolinium) and poly (isoquinolinium) salts showing viologen-like redox behavior | |
| CN108538646B (zh) | 一种纳米花状聚吡咯氧化锰复合材料的制备方法及应用 | |
| CN106847542B (zh) | 具有优异倍率性能复合电极材料的制备方法 | |
| Wang et al. | Synthesis and electropolymerization of 1, 4-bis (2-thienyl)-2, 5-difluorobenzene and its electrochromic properties and electrochromic device application | |
| CN113737241B (zh) | 一种离子液体掺杂的水溶性聚噻吩复合薄膜及其制备方法和应用 | |
| Chen et al. | Electrosynthesis of poly (neutral red) incorporated with ferrocenesulfonic acid | |
| JP2008179909A (ja) | 炭素繊維及びその製造方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| C02 | Deemed withdrawal of patent application after publication (patent law 2001) | ||
| WD01 | Invention patent application deemed withdrawn after publication |
Application publication date: 20091125 |