폴리피롤

Polypyrrole
폴리피롤
피롤은 전기화학적으로 [1]중합될 수 있다.

폴리피롤(PPY)은 피롤의 산화 중합에 의해 얻어지는 유기 중합체이다.식 H(CHNH42)nH의 고체이다.전자, 광학,[2][3] 생물학 및 의학 분야에서 사용되는 본질적으로 전도성 폴리머입니다.

역사

Py의 첫 번째 예는 1919년 안젤리와 피에로니에 의해 보고되었는데, 그는 피롤 마그네슘 브롬화물로부터 [4]피롤 흑인의 형성을 보고했다.그 이후로 피롤 산화 반응이 연구되고 과학 문헌에 보고되었습니다.

폴리피롤, 폴리티오펜, 폴리아닐린, 폴리아세틸렌을 포함한 전도성 고분자에 대한 연구는 2000년 앨런 J.에게 노벨 화학상을 수여했다.히거, 앨런 G. 맥디아미드, 시라카와 [5]히데키.

합성

PPy를 합성하기 위해 다양한 방법을 사용할 수 있지만, 가장 일반적인 방법은 전기화학적 합성과 화학적 [6][3][7]산화입니다.

피롤의 화학적 산화:

n44 CHNH + 2n3 FeCl → (CHNH42)n + 2n2 FeCl + 2n HCl

이 과정은 pi-라디칼 양이온44+ CHNH의 형성을 통해 발생하는 것으로 생각된다.이 전자 친필은 피롤의 산화되지 않은 분자의 C-2 탄소를 공격하여 이량체 양이온을 생성합니다 [(CHNH44).2++이 과정은 여러 번 반복됩니다.

PPy의 전도성 형태는 폴리머의 산화("p-doping")에 의해 준비된다.

(CHNH42)n + 0.2 X → [(CHNH42)nX0.2]

중합과 p-도핑은 전기화학적으로도 영향을 받을 수 있다.결과적으로 발생하는 전도성 폴리머는 양극에서 박리됩니다.폴리피롤의 [8]전기화학적 합성에 고리형 볼탐메트리 및 크로노콜로메트리 방법을 사용할 수 있다.

특성.

PPy의 막은 노란색이지만 약간의 산화 작용으로 인해 공기 중에 어두워집니다.도프 필름은 중합 정도와 막 두께에 따라 파란색 또는 검은색입니다.그것들은 비정질이며, 약한 회절만 보인다.PPy는 일부 가교와 체인 호핑이 있기 때문에 "준단차원" 대 1차원으로 설명됩니다.도프되지 않은 필름과 도프되지 않은 필름은 용제에 용해되지 않지만 부풀어오르기 쉽습니다.도핑은 물질을 약하게 만든다.도판트가 진화하기 시작하는 온도(예: HCl)[2]에서 최대 150°C의 공기 중에서 안정적입니다.

PPy는 절연체이지만 산화 유도체는 양호한 전기 전도체입니다.재료의 전도율은 산화에 사용되는 조건과 시약에 따라 달라집니다.도체 범위는 2 ~100 S/cm 입니다.높은 전도율은 토실레이트처럼 큰 음이온과 관련이 있습니다.폴리머를 도핑하려면 전하 보상 음이온을 수용하기 위해 재료가 팽창해야 합니다.이러한 충방전과 관련된 물리적 변화는 인공 [9]근육의 한 형태로 논의되어 왔다.폴리피롤 필름의 표면은 프랙탈 특성을 나타내며, 이를 통한 이온 확산은 비정상적인 확산 [10][11]패턴을 보인다.

적용들

PPy 및 관련 전도성 고분자는 전자 소자와 화학 [12]센서에 두 가지 주요 용도가 있습니다.

조사 경향

PPy는 약물 전달의 잠재적 매개체이다.고분자 매트릭스는 단백질을 [13]담는 용기 역할을 한다.

폴리피롤은 연료[14] 전지의 촉매 지지체 및 음극 전극 촉매 [15]감작성 물질로 조사되었습니다.

폴리피롤은 폴리아닐린, 폴리(에틸렌디옥시티오펜) 등과 같은 다른 복합 폴리머와 함께 기존의 운동 작동 [16]요소에 비해 장점을 제공하는 기술인 "인공 근육"의 재료로 연구되어 왔다.

폴리피롤은 음이온 교환이 가능하고 소수성 [17]상호작용을 보이는 물질을 생성하기 위해 실리카와 역상 실리카를 코팅하는 데 사용되었다.

폴리피롤은 CNT를 [18]빠르게 성장시키는 방법인 다벽 탄소 나노튜브의 마이크로파 제조에 사용되었다.

폴리피롤의 얇은 층으로 코팅된 내수성 폴리우레탄 스펀지는 오일 중량의 20배를 흡수하여 재사용할 [19]수 있습니다.

습식 스펀 폴리피롤 섬유는 화학 중합 피롤 및 도판트로 [20]DEHS를 준비할 수 있습니다.

「 」를 참조해 주세요.

레퍼런스

  1. ^ Yu, E.H.; Sundmacher, K. (2007). "Trans IChemE, Part B, Process Safety and Environmental Protection, 2007, 85(B5): 489–493". Enzyme Electrodes for Glucose Oxidation by Electropolymerization of Pyrrole. 85 (5): 489–493. doi:10.1205/psep07031.
  2. ^ a b Vernitskaya, Tat'Yana V.; Efimov, Oleg N. (1997). "Polypyrrole: a conducting polymer; its synthesis, properties and applications". Russ. Chem. Rev. 66 (5): 443–457. Bibcode:1997RuCRv..66..443V. doi:10.1070/rc1997v066n05abeh000261.
  3. ^ a b Müller, D.; Rambo, C.R.; D.O.S.Recouvreux; Porto, L.M.; Barra, G.M.O. (January 2011). "Chemical in situ polymerization of polypyrrole on bacterial cellulose nanofibers". Synthetic Metals. 161 (1–2): 106–111. doi:10.1016/j.synthmet.2010.11.005.
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  19. ^ 화학 및 엔지니어링 뉴스, 2013년 6월 26일 "Greasy Sponge Slubs Up Oil" http://cen.acs.org/articles/91/web/2013/06/Greasy-Sponge-Slurps-Oil.html
  20. ^ Foroughi, J.; et al. (2008). "Production of polypyrrole fibres by wet spinning". Synthetic Metals. 158 (3–4): 104–107. doi:10.1016/j.synthmet.2007.12.008.