甲基橙掺杂聚吡咯纳米管的合成及其性能

通过化学氧化法,以Fe(NO3)3为氧化剂,甲基橙(MO)为掺杂剂合成了聚吡咯纳米空心管.通过FT-IR、SEM、TEM和电导率测试等研究了氧化剂和掺杂剂等对聚吡咯形貌结构和电导率的影响;并将聚吡咯纳米管涂覆在工作电极表面制作而成的修饰电极经循环伏安法测试表明具有良好的氧化还原可逆性.

第3 3卷第 7期 21 0 1年 O 7月

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Vo . 3 No 7 13 . J 1 21 u. 01

J W u a I s. Teh . hn nt c.

文章编号： 6 4—2 6 ( 0 1 0—0 1— 5 17 8 9 2 1 ) 7 0 7 0

甲基橙掺杂聚吡咯纳米管的合成及其性能朱寒冰，瑜，亮黄李(武汉工程大学材料科学与工程学院，湖北武汉 4 0 7 ) 3 0 4摘要：过化学氧化法， F (。。氧化剂，基橙(通以 eNO )为甲 MO)为掺杂剂合成了聚吡咯纳米空心管 .过 F _通 T

I S M、 M和电导率测试等研究了氧化剂和掺杂剂等对聚吡咯形貌结构和电导率的影响；将聚吡咯纳 R、E TE并米管涂覆在工作电极表面制作而成的修饰电极经循环伏安法测试表明具有良好的氧化还原可逆性 . 关键词：电聚合物；吡咯纳米管；化剂；杂剂；饰电极导聚氧掺修中图分类号： 3 06 3文献标识码： A d i1 . 9 9 j i n 1 7— 8 9 2 1 . 7 0 5 o: 0 3 6/.s . 6 4 2 6 . 0 1 0 . 0 s

0引言 上世纪 7 O年代，日本筑波大学的白川英树、美国宾夕法尼亚大学的 Madami Aln G和美 c ir d a 国加州大学圣塔巴巴拉分校的 Heg rAlnJ共 e e a 同发现具有简单结构的共轭聚合物一聚乙炔经 I 2 掺杂后电导率可上升十几个数量级，其电性质即

直至滤液呈无色，0。真空干燥， 5 C下即得 P y P—M0 纳米管 .

通过滴加 Na o f n溶液 ( i质量分数为 5 ) 将聚吡咯纳米管涂覆在铂盘工作电极表面，室温下自然在风干.分别配制浓度为 0 2mo/ . lL浓度的 N 2 O、 aS K 1 K 14液， C和 C0溶作为电解质溶液备用 . 聚吡咯纳米管的傅立叶变换红外光谱 ( T I F- R)测试在 Ni l mpc一4 0型外光谱仪 ( hr o c e I at 2 ot T em Fse c nic o ) i r i ti C .上进行； h S e f扫描电子显微镜 (E S M)测试采用 J M一5 1L型扫描电子显微镜 (E I S 50 V J O

从绝缘体 (电导率为 1 S c跃变为金属

导体 0/m)(电导率为 1。/ m)1这一发现彻底打破了高 0 S c l.]

分子材料都是绝缘体的传统观念，有重要科学具意义 _ .此， 2从]关于导电聚合物的研究很快引起了人们的广泛关注，迅速发展成为一门新兴的多并

C.; o)透射电子显微镜 ( E测试在 J M一20 X T M) E 0C 型透射电子显微镜 (E IC .上进行； J O o)经研磨后的聚吡咯纳米管在 3 a压力下压片后 (度大于 0 MP厚 1m, m)使用 R S一 T 4型四探针电阻率测试仪(广州四探针科技有限公司)测试其室温电导率.以铂丝电极作为对电极，和甘汞电极作为饱参比电极，聚吡咯膜修饰的工作电极组成三电与

学科交叉的研究领域 _ .中聚吡咯 ( P, 3其。 P y

p lp roe是最受关注的一种典型导电聚合物， oy yr l) 因其具有易合成、电导率高、定性好、境无毒稳环性和可逆的氧化还原特性等优点[在微电子、 1,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.

极体系，别与 NaS KC和 KC 0分。O、 1 1溶液构成电解池.采用 C一 3 C型电化学工作站 ( HI 6 0上海辰

1实验部分 吡咯 ( y p roe单体在使用前进行减压蒸馏 P,yrl)

华仪器有限公司 )行循环伏安法测试 .进主要测试参数设置如下：电位扫描范围为 O 扫描方向~lV;为正向；描速率为 0 0 s扫描圈数为 2扫 . 5V/; .

备用. 3在 0mL浓度为 5mmo/ lL的甲基橙 ( M0,Meh lO ag )液中加入不同物质的量的 ty rn e溶 F ( 3。使其浓度分别为 0 0、 .、 . 5和 0 5 eN0 ), .5 0 102 . mo I两者混合后，即出现深红色絮状沉淀. l/.立在

2结果和讨论2 1聚吡咯纳米管的 F一 . T1 R表征不同 F (。。浓度 (、、 e NO ) a b C和 d分别为 0 0、.、 . 5和 0 5 mo/ )合成的 P y— .5 0 1 0 2 . tL下 P MO纳米管傅立叶变换红外表征如图 1所示 .由图可知， 0 0~O 5mo/在 . 5 . lL

的浓度范围内，氧化剂 F e

常温下快速搅拌该混合溶液 3 n然后向体系~5mi.中加入 7 L( 0 1mmo) 1吡咯单体，即生成少量黑立色物质.常温下持续搅拌反应2后，在 4h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收稿日期： 0 1一O 21 5一O 8

作者简介：朱寒冰 ( 9 4 )女，苏常州人，士研究生。究方向：电高分子 . 18一，江硕研导

指导老师：李亮，授，士 .研究方向：能高分子可控合成及其应用 . *通信联系人教博功