Nghiên cứu chế tạo và ứng dụng điện hoá polianilin

HàNội0 5 -2009TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC TRẦN HUY TIẾN NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ỨNG DỤNG ĐIỆN HÓA POLIANILIN KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC Chuyên ngành Hóa học hữu cơ... OA

HàNội0 5 -2009

TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI 2 KHOA HÓA HỌC

TRẦN HUY TIẾN

NGHIÊN CỨU CHẾ TẠO VÀ ỨNG DỤNG ĐIỆN HÓA POLIANILIN

KHÓA LUẬN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

Chuyên ngành Hóa học hữu cơ

OAHÓAHỌC

TRẦNHUYTIẾN NGHIÊNCỨU CHẾ TẠO VÀỨNG DỤNG ĐIỆNHÓAPOLIANILIN

KHÓALUẬNTỐTNGHIỆPĐẠIHỌC

ChuyênngànhHóahọc hữucơ

Ngườihướngdẫnkhoahọc:PGS.TS.LêXuânQuế

LỜI CẢMƠN

Vớitấtcảlòngkínhtrọngvàsựbiếtơnchânthành,tôixingửilờicảmơntớithầykínhyêucủatôi.ĐólàthầyPGS.TS.LêXuânQuếngườiđãđịnhhướngchotôitừnhữngbướcđiđầutiên,đãkiêntrì,độlượngchỉbảonhưngcũngrấtnghiêmkhắchướngdẫntôitậntìnhtrongsuốtquátrìnhnghiêncứuđểtôihoànthànhđượckhoáluận

TôixinchânthànhcảmơnlãnhđạoViệnKĩThuậtNhiệtĐớivàcácanhchịlàmviệctạiphòngnghiêncứuĂnMònvàBảoVệKimLoại-ViệnKĩThuậtNhiệtĐới

- ViệnKHCNViệtNamđãtạođiềukiệngiúpđỡđểtôiđượcnghiêncứu,họctậpv à hoànthànhkhoáluận

TôixinchânthànhcảmơnlãnhđạotrườngĐạiHọcSưPhạmHàNội2,banchủnhiệmvàcácthầycôtrongKhoaHoáHọcđãhếtlòngquantâmgiúpđỡtôitrongsuốtthờigianhọctập.Tôixincảmơngiađình,bạnbè,vàngườithânđãđộngviên,tạođiềukiênchotôihoànthànhkhoáluận

HàNội,ngày12tháng05năm2009

TrầnHuyTiến

LỜI CAM ĐOAN

Đềt à i nàytôiđ ã trựctiếpnghiêncứud ư ớ i s ự hướngdẫnkhoahọccủathầyPGS.TS.Lê XuânQuế.Tôixincamđoanđâylàkếtquảmàtôiđãnghiêncứuđuợcv à kếtquảđưaralàđún gsựthật.Nếucóđiềugìkhôngtrungthực,tôixinchịutráchnhiệm

trướcnhàtrườngvàphápluật.

HàNộingày12tháng05năm 2009

TrầnHuyTiến

1.1.Giớithiệuvềpolimedẫnđiện…… 8

1.1.1 Lịchsửvềpolimedẫnđiện………… 8

1.1.2 Phânloạipolimedẫn……… 9

1.1.3 MộtsốđặcđiểmvàứngdụngcủaPANi…… 10

1.1.4Quátrìnhphatạp……… 11

1.2.Polianilin……… 13

1.2.1.Anilin……… 13

1.2.2 Tínhchấtvậtlí…… 13

1.2.3 TínhchấthóahọccủaANi…… 13

1.2.4 Phươngpháptổnghợppolianilin……… 14

1.2.5 TínhchấtcủaPANichếtạobằngđiệnhóa……….20

1.2.6 Khảnăngbảovệchốngănmònkimloại………22

CHƯƠNG2.PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU 25 2.1.Thiếtbị……… 252.

1.1.Thiếtbịđiệnhoá………

252.1.2 Điệncựclàmviệc……… 2

6 2.2 Hoáchấtvàdungdịchnghiêncứu…….………

272.2.1.Hoáchất……… 27

2.2.2.Dungdịchnghiêncứu………

272.2.3.Cácbướctiếnhànhnghiêncứu…… 27

KẾTLUẬN 48

2.3 Cácphươngphápnghiêncứu………….………27

2.3.1.PhươngphápđophổCV……….27

2.3.2.Phântíchnhiệtvisai……… 30

CHƯƠNG3:KẾTQUẢVÀTHẢOLUẬN 3.1.TổnghợpPANitrongHClbằngphâncựcCV 3 2 BiếnthiênmộtsốđạilượngcủaphổCV 3 2 1 B iếnthiênđiệnthếpic 3 2 2 Biế nthiênđiệnlượng 3 2 3 Biếnt hiênđiệnthếbánpic 3 2 4 Biếnthiê ndòngpic

3.3 TácđộngcủaFeSO 4 đ ế n tổnghợpđiệnhoáPANi

3.3.1 TácđộngcủaFeSO4đếnphổCVtổnghợpPANi

3.3.2 TácđộngcủaFeSO4đếnđiệnthếpicoxyhoá

3.3.3.ẢnhhưởngcủaFeSO4đếnđiệnthếbánpicEp1/2

3.3.4.ẢnhhưởngcủaFeSO4đếnđiệnlượngpicoxyhoákhử

3.4 TácđộngcủaCuSO 4 đếntổnghợpđiệnhoáPANi

3.4.1 TácđộngcủaCuSO4đếnphổCVtổnghợpPANi

3.4.2.TácđộngcủaCuSO4đếnđiệnthếpicoxyhoá 42

3.4.3.ẢnhhưởngcủaCuSO4đếnđiệnlượngpicoxyhoákhử 43

3.5.TínhchấtnhiệtcủamẫuPANi 44

TÀILIỆUTHAMKHẢO 49

1 Lído chọnđềtài

MỞ ĐẦU

Ngàynay,cácvậtliệusửdụngtrongngànhcôngnghệđiệntửđangđượctậptrungnghiêncứuđ ể đápứngnhịpđộpháttriểnnhanhchóngcủangànhcôngnghiệpnày.Mộttrongcáchướngđólàtìmkiếmkhảnăngthaythếcáckimloạitruyềnthốngnhư:Silic,gecmani,acsenuagali,phosphuagali.Rấtđắttiền,đòihỏicôngnghệchếbiếnkhắtkhe,bằngcácvậtliệucógiáthànhrẻhơnvàdễtổnghợphơn.Mộttrongcácloạivậtliệuđólàpolimedẫnđiệnhữucơ.Cácpolimedẫnđiểnhìnhđangđượctậptrungnghiêncứutrênthếgiớilà:polianilin(PANi),polipyrol,polivinyl-ancol…

Polimedẫnđượcứngdụngrộngrãitrongngànhđiệntử,làmsensorsinhhọc,cửasổquang,bándẫn,tạomàngchốngănmònkimloại,sửdụnglàmchấtphụgiatrongđiệncựcâmtrongpinvàăcquy,sửdụngtrongcácngànhhoáchất…

Đặcbiệtl à kếtquảnghiêncứugầnđ â y c h o thấypolianilinc ó thểl à m điệncựcthayt h ế platinđắttiền,trongphântíchmộtsốionkimloạinhư sắtII

Trêncơsởkếtquảkhoahọcvàcôngnghệthamkhảođượcchúngtôiđãchọnđềt à i “Nghiê

ncứuchếtạovàk h ả năngứ n g dụngđiệnhoápolianilin”l à m n ộ i dungnghiêncứucho

khoáluậntốtnghiệpcủamình

2 Mụcđíchnghiêncứu

- Tổnghợpthảoluậnkếtquả

Chương1.

hH2SO4loãng,đặtvàođóhaiđiệncựcplatinđượcnốivớinguồnđiệnmộtchiều,ôngđãquansáttrựctiếpsựlớnlêncủamàngmàuxanhđậmtrênnềncựcdương( + ) Vậtliệusauđ ó đượcgọidướicáitênkhácnhaunhưEmeraldin,Nigranilinv à cuốicùngđượcgọil à polianilin.Polianilinđượcứngdụngtrongxúctácđiệnhóa,côngnghệsensor, tàngtrữbiếnđổinănglượng

TừđóđếnnaycácmàngPolianilinhoạtđộngđiệnhoáđượcđặcbiệtchúý,nhấtlàtrongnhữngnămgầnđây.Dokhảnăngtolớncủavậtliệunàytrongxúctácđiệnhoá,điệntửhayphântử,cáccôngnghệsenrorhoáhọcvàsinhhọc,quátrìnhtàngtrữbiếnđổinănglượng.Vàocuốinhữngnăm1970polymedầnđãlàchủđềc ủ a cáccuộctranhluậnliêntụcvàtrongthờigiannàyđãbắtđầucónhữngthôngbàov ề tínhbándẫnc ủ a vậtliệunày.Từđónhiềunhàkhoahọ

cđ ã tổnghợpranhiềubằngchứngpolymecótínhdẫnđiệnvàbằngphươngphápphatạp(doping)c ấ y chọnlọcnhằmnângcaođộdẫn,làmchocácpolimenàycótínhchấtcủamộtk i m loại.Từ đóchúngđượcmangtênpolimedẫn(conductingpolimer–CP)

Mộttrongnhữngtínhchấtquantrọngcủapolimedẫnđiệnlàđộdẫnđiện

R(Rlàđiệntrở()).Đốivớichấtbándẫncổđiển,hạttảicó thểlà ion điện tửhaylỗtrống.

Polimedẫnxuấthiệnhạttảimớiđólàpolaroncóđiệntíchlà+1,spin±1/2v à biolaroncóđiệntíchlà+2vàspinlà±0,trongđópolimehoạtđộngđiệncósựlantruyềnđiệntíchtừvùngdẫnđiệntrongpolimesangvùngkhôngdẫnđiệnkhipolimeđượctiếpxúcđiện

1.1.2 Phânloạipolimedẫnđiện

Polimedẫnđiệnđượcphânlàm3 loạichính:

1.1.2.1 Cácpolimeoxihóakhử( redoxpolymer)

Cácpolimeoxihóakhửlàcácvậtdẫncóchứacácnhómhoạttínhoxihóakhử,liênkếtcộnghóatrịvớimạchpolimekhônghoạtđộngđiệnhóa.Trongđósựvậnchuyểnxảyrathôngquaquátrìnhtraođổielectronliêntiếpgiữacácnhânoxihóakhửkềnhau.Qúatrìnhnàygọilàchuyểnkhôngtheobướcnhảy

Fe[II,III]

Tên???

1.1.2.2 Cácpolimedẫnđiệntử(electronicalconductingpolymer)

Cácpolimedẫnđiệntử,mạchpolimeđãcóliênkếtđôiliênhợpmởrộng.Qúatrìnhchuyểnđiệntíchdọctheoc á c chuỗix ả y r a nhanh,c á c polimedẫnđiệnt ử

+ N-H Cl

3-Fe(CN)63+

Fe(CN)6

1.1.3 MộtsốđặcđiểmvàứngdụngcủapolimedẫnđiệnPANi

Polimedẫnđượcứngdụngrộngrãitrongnhiềungànhđiệntử:l àm sensorsinhhọc,cửasổquang,bándẫn,tạomàngchốngănmònkimloại,sửdụnglàmphụgiatrongđiệncựcâmtrongpinvàacqui,sửdụngtrongcácngànhhóachất

- Làmmàngđiệnsắcdomàucủanóthayđổitùythuộcvàophảnứngoxihóakhửcủamàng,làmchỉthịmàu,

- Đặcbiệtlàkhảnăngchốngănmònvàbảovệkimloạitheochiềucơchếbổsungchonhau,cókhảnăngtạomàng– lớplóttrongthụđộngbềmặtkimloại,

tínhứcchếthaythếchocáclớpcromatđộchại

1.1.4 Quátrìnhphatạp(doping)[15]

Cáckháiniệmcơsởcũngnhưcácbiệnphápkỹthuậtđểchếtạocácpolimedẫnđiệnbắtnguồntronglĩnhvựcbándẫn.Nhữngchấtelectronkhiđưavàomộtsốt ạ p chấthaytạoramộtsốsaihỏngmạnglướisẽlàmthayđổitínhchấtdẫnđiệncủabándẫnvàsẽtạorachấtbándẫnloạiphoặcloạintùythuộcvàobảnchấtcủachấtphatạp

Cácthuậtngữnàyđãđượcápdụngvàohệpolimedẫn

Từnhữngnăm1977hainhàkhoahọcHuger,Macdiarmidđã pháthiệnr akhiphatạpI

2vàpolyaxetilenthìtạođượcpolimevớitínhdẫnđiệncủakimloại.Sựphatạpthànhcôngtrênđãkhíchlệcácnhàkhoahọckháctìmvàkhámphácácchấtphatạpmớinhằmlàmtăngđộdẫnđiệncủapolimedẫn

Nhiềuionđượcđưavàomàngpolimenguyêntử:Cl-,Br-,F-,SO42-…các

ionđưavàomàngpolimecótácdụngbùđiệntíchđangduytrìtrongtrạngtháioxihóacủamàng.Sựoxihóamộtphầnchuỗipolimenhờcácanioncũnggọilàphat ạ p Qúatrìnhnàyliênquanđếnsựchuyểnđổimộtelectronđểtrởthànhđiệntích( + ) Cấutrúcmạchpolimedẫnsaukhiphatạpanionvàopolianilincódạngnhưhình1.1

Nhờcóphatạp,vớinhiềuloạiphatạpphongphúv àđadạng,polimedẫnđiệncódạngvớinhiềutínhchấtd ẫn điệnquígiá,cóthểkiểmsoát được,dođóngàycàngđượcứngdụngrôngrãivàquantâmnghiêncứupháttriển

Cácnhàkhoahọcđăđưaracấutrúcmạchpolimedẫnsaukhiphatạpanionvàopolianilinnhưsau:

1.2.2.Tínhchấtvậtlý

1.2.4 Phươngpháptổnghợppolyanilin

1.2.4.1 Polimehóaanilinbằngphươngpháphóahọc

-Phươngpháppolimehóaanilintheoconđườnghóahọcđãđượcbiếtđếntừl â u vàđãđượcứngdụngrộngrãitrongthựctế.Cóthểpolimehóaanilintrongmôitrườngaxittạothànhpolianilincócấutạocơbảndạngmạchthẳngnhưsau:

Từpolianilinthuđượckhótạomàngtrênbềmặtmẫubảovệ,hơnnữalớpmàngnàykhôngthểcótínhbảovệcaonhưcácmàngsơnphủhữucơkháccócấutạosợikhônggianvớiđộbềnc ơ lýcaohơn.Mặtkhácphảnứngoxihóakhửpolianilinbằngphươngpháphóahọckhóđiềukhiểnhơnsovớiphươngphápđiện

Anilincòncóthểthamgiavàonhiều quátrình nhựahóatạothànhnhiềuloại polimekhác.Víd ụ n h ư

q u á trình ngưngtụtạo polimecủa metyleanilinvàpolyfomaldehitanilin.

Đểtạomạng sơn phủ bảo vệchống ăn mòn,cóthểsửdụngphương pháp polimehóađiện hóa,tạolớpphủbảovệtrựctiếp

trênbềmặtđiệncực.Đâycũnglàphươngphápchếtạopolianilincóhiệu quảcao.

1.2.4.2 Polimehóaanilinbằngphươngphápđiệnhóa

Ngoàiphươngpháptổnghợphóahọcthôngthường,cácpolimedẫnđiệncònđượctổnghợpbằngphươngphápđiệnhóa.Nguyêntắccủaphươngphápđiệnhóal à dùngdòngđiệnđểtạonênsựphâncựcvớiđiệnthếthíchhợp,saochođủnănglượngđểoxihóamonometrênbềmặtđiệncực,khơimàochopolimehóađiệnhóat ạ o màngdẫnđiệnphủtrênbềmặtđiệncựclàmviệc(WE).Đốivớianilin,trướckhipolimehóađiệnhóa,anilinđượchòatantrongdungdịchaxitnhưH2SO4,HCl,(COOH)2.Nhưvậy

cóthểphảnứngtrựctiếpPANilênmẫukimloạicầnbảovệdođóviệcchốngănmònvàbảovệkimloạithìphươngphápđiệnhóacóưuviệthơnc ả CácthiếtbịđiệnhóađangđượcsửdụnglàmáyPotentiosatlàthiếtbịtạođượcđiệnthếhaydòngđiệntheoyêucầuđểáplênđiệncực(pcđt)đồngthờichophépghilạicáctínhiệuphảnhồi(ápdòngghilạiđượcthếvàngượclại).Nhằmđiềukhiểnquátrìnhphảnứngpolymebámtrênbềmặtđiệncựcnhúngtrongdungdịch.TừcácsốliệuvềthếhoặcdòngphâncựctạoratừmáyPotentisatvàcácsốliệuphảnhồighiđượcđồthịthế-dònghayngượclạilàdòngthếgọilàđườngcongphâncực.Quacácđặctrưngđiệnhóacủahệphảihệđiệnthếtrênđườngcongphâncựccóthểxácđịnhđượcđặcđiểm,tínhchấtđiệnhóacủahệđó

Nhờcácthiếtbịđiệnphânnàyngườitacóthểkiểmsoátvàđiềuchỉnhđượct ố c độphảnứng,khôngnhữngt h ế phươngphápđiệnhóacònchophépc h ế tạođượcmàngmỏngđồngthể,bámdínhtốttrênbềmặtmẫu

MàngPANiđượcchếtạobằngphươngphápphâncựcquétvòngđiệnthếtuầnhoànđachukỳbámdínhtốttrênbềmặtđiệncực.PhươngphápnàychophéptheodõiđượctínhoxihóakhửcủaPANiđượctheodõitrongsuốtquátrìnhphâncựcCVnhưngphươngphápnàycómộtđiểmbấtlợivềmặtthờigian.Thờigiant ạ o màngứngvớithờigiantồntạiđiệnthếmàtạiđóxảyraphảnứngoxihóađiệnhóamonome,thờigiannàytươngđốingắn,dođódẫnđếnhiệusuấtkhôngcao.

ViệctiếnhànhtổnghợpPANiđượctiếnhànhtrongmôitrườngaxitthuđượcPANidẫnđiệntốt.TrongmôitrườngkiềmPANikhôngdẫnđiện,sảnphẩmc ó khốilượngphântửthấphơnnữaanilintạomuốitantrongaxit

1.2.4.3 CácyếutốảnhhưởngđếnquátrìnhtổnghợpđiệnhóaPANi

Điệnthếvàdungdịchtrongđiệnphânlàhaiyếutốảnhhưởngtrựctiếplênquátrìnhđiệnhóa,chấtlượngvàtốcđộphảnứng

Theomộtsốtàiliệu,điềukiệnđiệnthếphâncựcphùhợpxuấthiệnđiệnđimehóavàphảnứngtạothànhchấtionhóagốchoạtđộng[C6H5NH2]+0chophépt ạ o thànhPANicócấutrúcmạchthẳngvớicácliênkếtởvịtrípara.NgượclạivìđiệntíchPCtươngđốicao,cáccation[C6

H5NH3]+c óthểphảnứngvớianilinởvịt r í o,chocấutrúccồngkềnh,nhiềusảnphẩmpolymelàmxuấthiệnsựrộplêncủamàngpolyme

Bảnchấtcũngnhưnồngđộchấtđiệnlicómặttrongdungdịchphảnứng.Nồngđộaxitthườngsửdụnglà0,5–

2M.Axitcaoquákéotheotốcđộhòatanthépcao,dòngthụđộnglớnmàngPANikhóhìnhthành.NồngđộANinhỏ,quátrìnhpolymehóakhóxảyra

Ngoàir a c á c nghiêncứuchothấymàngPANiđượctổnghợptrongdungdịchcómặtc

-c óđộdẫnđiệncaohơncảsovớicácionpeclorat,clorua,haysunfat.Kittaliđãcôngb ố nghiêncứucủamìnhrằngt ộ c đ ộ t ạ o màngtrong

dungdịchH2SO4nhanhhơn2,7-2,8lầnso vớitốcđộtạomạngtrongdungdịchHCl,

PANitạothànhtrongdungdịchH2SO4

1.2.4.4 CơchếpolymehóacủaANitạoPANi

Hình1.2minhhọacácquátrìnhxảyratrongquátrìnhpolymehóaAni.Genies[8]đưaramộtcơ chếpolymehóaanilintrongmôitrườngaxitnhưsau:

- (1)Giaiđoạnđầu,oxihóaanilintạocationgốc…

-

(2)Tiếptheo(2)-cationgốcnàyphảnứngvớinhautạođimevàloạirahaiproton.Đimehoặcoligomecó thểbịoxihóaởthếoxihóamonome

- (3)Giaiđoạncácđimenàyphảnứngvớicáccation–

gốccủamonomepháttriểnmạchPANi,

PANitổnghợpđiệnhóađạtđếnhàngnghìnmonometrongmạchpháttriển

N N

- Mặcdùquátrìnhpolimehóađiệnhóadiễnrarấtphứctạpnhưngviệcthựchiệnnólạiđơngiản,nhanh,cóđộtincậyvàđộổnđịnhcao.

- Tạođựợcmàngchephủtrựctiếplênbềmặtmẫukimloại,dẫnđếnphầnlớnPANisửdụngchoviệcchốngănmònvàbảovệkimloạiđềuđượctổnghợpbằngphươngphápđiệnhóa

- Vớiphươngphápđiệnhóangườitacũngdễdàngđồngtrùnghợpgiữacácmonomekhácloạitạoracácsảnphẩmcopolime

ĐặcbiệtmạngPANi, bằngphươngphápđiệnhóanhờdòngđiệnta cóthểoxihóa–khử PANingaytrênbềmặtđiệncực

TạoranhữngdạngPANicótácdụngvàứngdụngkháchẳnmàngbanđầu.Qúatrìnhnàytươngtựnhưquátrìnhphatạptrongvậtliệubándẫn,cóthểquátrìnhphatạptrongvậtliệubándẫn,cót hể thayđổitínhchấtcủaPANinhư:làmthayđổimàu,độdẫnđiện, tínhchấthóahọc

1.2.4.6QúatrìnhtạomàngPANi:bằngphươngphápđiệnhóa

Nguyênlýkếttủađiệnhóapolianilinnhưsau:

- Hòatananilintrongdungdịchaxit

Tùythuộcvàokhảhòatancủacácanilinvàmụcđíchnghiêncứumàtachọnaxitkhácnhauvớinồngđộcủaaxitvàanilinkhácnhau

- Sửdụngbìnhđiệnhóabađiệncực, điệncựclàmviệc làmẫuthépnghiêncứu,

điệncựcđốivàđiệncựcsosánh

- PhâncựcđiệncựclàmviệcvềphíaanốtsaochoxuấthiệndòngphảnứngoxihóaanilintrênđiệncựcđểtạoPANi.Tùythuộcvàomụcđíchnghiêncứumàtaá p thếtĩnhhaythếđộng

- ChiềudầymàngpolianilintrênđiệncựclàmviệcphụthuộcvàođiệnlượngtruyềnquahệvàhiệuxuấtdòngFarađây

- Tínhchấtcủamàngpolimethuđượcphụthuộcvàođiềukiệnpolimehóan h ư (pH,thànhphầndungdịch,mậtđộdòng).Khita

ápphâncựcanốtđủlớn(phâncựcđiệnthếhoặcdòngđiệnlênđiệncựclàmviệc)

sẽxuấthiệnquátrìnhoxihóaanilin Qúatrìnhnàytạoracáccationvà

cácgốchoạthóangaytrênbềmặtđiệncực.Cácphântửnàykhôngtồntạiđộclậpmàthamgiavàophảnứngtạomàng,bámdínhtrênbềmặtđiệncực(kimloạinền)

Trênbềmặtmàngpolianilinvừađượctạothànhcóthểtiếptụcoxyhóaanilinvớicácgiaiđoạnnhư sau:

+KhuyếchtánvàhấpthụanilinlênbềmặtmàngPANivừatạothành

+Anilinbịoxyhóa,

chuyểnđiệntửchomàngPANitạothànhgốchoạthóacóc ặ p điệntửdưtrênbềmặtmàngPANidẫnđiện

+

CácgốcanilinvàcácgốctựdotrongmàngPANikếthợpvớinhautạoPANilàmtăngchiềudàymàngpolymedẫntrênbềmặtđiệncực

- Dạngsảnphẩmcuốicùnglàmàngmỏngbámdínhtrênđiệncựcnền,cóchiềudàyvàmàusắcphụthuộcvàođiềukiệnchếtạo:dungdịchhòatananilinvàphâncựcđiệnhóa

1.2.5.2 Tính chấtoxyhóakhử

Qúatrìnhoxihóaanilinlàbấtthuậnnghịch,nhưngquátrìnhoxihóaPANil à quátrìnhthuậnnghịch

tạonêndạnghoạthóavàtừđótạothànhmàngpolimekếttủatrênbềmặt

VìđộhoạthóacaonênPANicóthểbịoxyhóangaytrongkhôngkhíhoặctrongdungdịchH2O.DobámdínhtrênđiệncựcvàcóđộdẫnđiệnnhưkimloạimàngPANimớitạothànhchínhlàbềmặtđiệncựcnơidiễnracácphảnứngđiệnhóatiếptheo.Dạngđiệncựcnàycòncóthểgọilàđiệncựcbiếntính(modifiedelectrode).DođónhiềutrungtâmhoạttínhPANicóthểbịoxyhóamộtsốtrungtâmphảnứng(oxyhóatừngphần)hoặcoxyhóatoànphần

• Oxyhóamộtphần

Dạngđơngiảnlàoxyhóamộtnửamạchpolianilinsaochoa=b.Trongthựct ế , cóthểchỉmộtphầnnhỏhoặcgầnhếtmạchbịoxyhóa,khiđótacócôngthứctổngquátlà a >0,b>

0 ;acóthểlớnhơnbằnghoặcnhỏhơnb

• Oxyhóatoànphần

– Cơchếbảovệanôt:

DoPANicóđiệnthếmạchhởdươnghơnkimloạinềnnênPANiđóngvaitrònhưcựcdương,lúcđầukimloạibịhoàtannhanhtrongdungdịchtạomàngthụđộng–

4e4

H+

Polianilincónhómchứchoạthoá,vớicặpđiệnt ử  tựd o , tạođiềukiệnthuậnlợichokhảnănghấpphụvànângcaokhảnăngchốngănmòn.TínhưuviệtởchỗlàbềmặtthépvẫnđượcbảovệcảsaukhibongcụcbộmàngPANi

-Fe2O3+PANi+A–+6HA(a=b) (a+3>b–3)

Khimàngphủcókhuyếttật,bềmặtkimloạicóthểtiếpxúcvớimôitrườngcóoxi,nước,PANicóvai tròchấtoxihoátạooxitFe(III).Màngoxitsẽphủkínbềmặtkimloạibịhở,tạonênm ộ t bariethụ độngbền bảo vệchốngănmòn.

Chương2 PHƯƠNGPHÁPNGHIÊNCỨU

2.1 Thiếtbịnghiêncứu

2.1.1 Thiếtbịđiệnhoá[15]

Máy ghi XY Potentiostat

dòng.MáypotentiosatAutolabvớichươngtrìnhghivàxửlýsố liệu tự độnggàisẵn trongmáytính.

của máy Lớp vecni cách điện

ệ c (WE).Thếc ủ a điệncựcl à m v i ệ c khiđóđượcđobằngvônkếlắpsăntrongmáyPotentiostat,sovớiđiệncựcchuẩnsosánhcalomenbãohoà(RE)vàgọilàthếphâncựcE.thếphâncựceáplênhệđosinhramộtdòngphảnhồiI DòngđiệnI n à y c ủ a mạchđiệnkhépkín(Potentiostat

_WE_CE_potentiostat).đượcđobằngampek ế đ ặ t sẵntrongmáyPotentiostatTrongmộthệchotrước,dòngphảnhồilàhàmsốphụthuộcvàothếphâncựcEvàthờigianphâncựct d o

đ ó

cóthểthiếtlậpđườngcongphâncựcI-ttạiđiệnthếphâncựcEkhôngđổi.Hayđườngcongphân EvớiEbiếnthiêntrongkhoảngchotrước(thờigiankhôngđổi)

cựcI-Cónhiềudạngphâncựcđiệnhoá,tuỳtheođặcđiểmphâncựcvớiđiệnthếphâncựcEhaydòngđiệnphâncực I

* Khi thế không đổi theo thời gian ta có phương pháp phân cựcthếtĩnh(pentotiostat_PS)

* Khithếbiếnđổituyếntinhtheothờigian: