摻雜腐植酸的聚吡咯修飾膜的合成與表征.pdf

1、摻雜聚吡咯(PPy)的化學(xué)修飾電極是當(dāng)今相當(dāng)活躍的研究領(lǐng)域。它可以通過對(duì)電極表面的分子剪裁，給電極加以預(yù)定的功能，以便在其上有選擇的進(jìn)行所期望的反應(yīng)。腐植酸(HA)的分子結(jié)構(gòu)含中有羧基和酚羥基等基團(tuán)，并具有離子交換性、絡(luò)合性等多種活性，原料易得，價(jià)格低廉，開發(fā)其在電化學(xué)領(lǐng)域中的應(yīng)用具有競(jìng)爭(zhēng)力及發(fā)展前景。本課題嘗試將HA摻雜在PPy膜中，制成PPy/HA修飾膜電極，并考察其氧化還原特性。 本文首先采用循環(huán)伏安法考察HA的電化學(xué)特性

2、，包括清水中及不同pH條件下的KOH電解液中氧化還原特性的變化情況，結(jié)合水的電化學(xué)穩(wěn)定區(qū)域找到HA的穩(wěn)定電位窗口。發(fā)現(xiàn)HA在不同pH條件下的電解液中循環(huán)伏安(CV)曲線變化幅度較大，酸性溶液中還原性較好，出現(xiàn)單一或一對(duì)氧化峰，且氧化峰電位(ipa)隨pH的減小逐漸向負(fù)電位移動(dòng)；中性溶液中的氧化還原峰并不明顯；堿性溶液中氧化性較好，出現(xiàn)單一的還原峰，且還原峰電位(ipc)隨pH的增加發(fā)生負(fù)移。 實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，在酸性溶液、中性溶液及

3、堿性溶液中HA在基體鉑(Pt)電極上均有一定的附著。電極表面呈黃褐色。 利用恒電位及循環(huán)伏安法在水溶液中聚合PPy/HA膜。結(jié)果表明：pH＜9.0時(shí)，Py在水溶液中的化學(xué)性質(zhì)穩(wěn)定，聚合能順利進(jìn)行。結(jié)合HA在水中的溶解度，聚合的pH范圍定為1.0～9.0之間。本文以pH=7.0和pH=3.0為例對(duì)聚合的過程加以說明。摻雜HA的PPy膜致密、牢固。 考察PPy/HA修飾膜電極的氧化還原性質(zhì)，在KOH電解質(zhì)溶液中得到一對(duì)明顯的

4、氧化還原峰，改變掃描速率，峰電流與掃描速度的1/2次方呈非線性關(guān)系，說明膜內(nèi)的電荷傳輸不符合擴(kuò)散定律，電極過程的控制步驟為非擴(kuò)散過程。 對(duì)PPy/HA修飾膜進(jìn)行傅立葉紅外光譜分析，推斷膜內(nèi)含有：芳香環(huán)及環(huán)上不同位置的取代物，烷烴及醇類有機(jī)化合物。而HA中的羥基在聚合過程中被氧化成羧基也摻雜在膜中，另外還有PPy中的C-N鍵的特征峰，此峰強(qiáng)度較大，且峰形尖銳。由此可證明HA確實(shí)摻雜在PPy膜中。 對(duì)PPy/HA修飾膜進(jìn)行電