Reductiva electropolimerización de un poli-piridilo Complex contiene vinilo sobre carbón vítreo y dopado con flúor óxido de estaño Electrodos

El objetivo general del siguiente experimento es demostrar un procedimiento de electropolimerización generalizado para unir compuestos activos redox a las superficies de los electrodos. Esto se logra mediante la síntesis de moléculas que unen grupos funcionales realizables por polímeros al centro activo Redox para construir compuestos monoméricos más grandes capaces de polimerización. Como segundo paso, los compuestos monoméricos activos redox recién sintetizados se colocan en una solución electrolítica en un entorno de celda electroquímica cuidadosamente controlado, que prepara los monómeros para los intentos de electropolimerización.

A continuación, los monómeros se someten a procedimientos experimentales electroquímicos estándar para inducir la electropolimerización en la superficie del electrodo. Los resultados muestran si se producen o no electrodos modificados en la superficie de electropolímeros estables en función de experimentos de telemetría de vol cíclico de seguimiento, y una solución de electrolito fresca sin el precursor del monómero y espectroscopia UV vis de flúor modificado con película, óxido de estaño dopado o portaobjetos FTO. La principal ventaja de esta técnica sobre los métodos existentes como el fosfonato o el carboxilato de carboxilato de carburación es que los electropolímeros no se absorben en las superficies de los electrodos a través de enlaces covalentes fácilmente hidrolizables, sino más bien por precipitación.

Esto hace que los electropolímeros sean un material de sustrato viable que opera en superficies de electrodos en un amplio rango de pH y se puede colocar en una serie de sustratos electroactivos. Este método puede ayudar a responder preguntas clave en el campo de los combustibles solares, como ¿podemos usar electrodos modificados para absorber y convertir la energía luminosa en energía eléctrica? ¿Y podemos usar electrodos modificados para realizar conversiones catalíticas eléctricas de moléculas pequeñas abundantes y a la energía almacenada?

En términos generales, este método nos permite conocer las diferencias fundamentales entre los compuestos inorgánicos y metálicos inorgánicos y orgánicos de difusión libre y unidos a la superficie. En general, las personas nuevas en este método pueden tener dificultades para obtener resultados reproducibles debido a los numerosos factores experimentales que pueden afectar el éxito de la electropolimerización y la unión de compuestos a las superficies de los electrodos. Esto suponiendo que las propiedades intrínsecas de los monómeros no impidan la absorción superficial.

Primer lugar, 0,969 gramos de tetra y butil amónico hexa fluoro fosfato en un matraz aforado de 25 mililitros secado al llama. A continuación, añada el nitrilo acetil seco para llevar el matraz al lugar de volumen, 0,0049 gramos de compuesto previamente preparado en un vial seco de cuatro gramos y añada cuatro mililitros de la solución de caldo de tetra y butil amonio hexa fluoro fosfato. Después de esta transferencia, de 3,5 a cuatro mililitros de la solución electrolítica de color rojo anaranjado resultante en el compartimento central de una celda de tres compartimentos.

Con cada compartimento separado por un traste de vidrio de porosidad media, llene rápidamente los compartimentos exteriores de la celda de tres compartimentos hasta un heus igual, la solución de tallo del compartimento central con parte de la solución seca de tetra tetra 0,1 molar y butil amonio hexa fluoro fosfato restante para evitar fugas a los compartimentos exteriores. En este punto, corte una ranura en tres SEPTA de goma y guíe un tubo delgado de POLITETRAFLUOROETILENO o PTFE a través de cada ranura. Deslice el electrodo de referencia de plata, nitrato de plata a través de uno de los tabiques.

A continuación, coloque el tubo de PTFE del electrodo de referencia en uno de los compartimentos exteriores y selle el compartimento con el tabique. Después de guiar el contraelectrodo de gasa de alambre de platino a través de un tabique diferente, coloque el tubo de PTFE de alambre de platino en uno de los compartimentos exteriores y selle el compartimiento con el tabique. Guíe un electrodo de carbono vítreo de tres milímetros recién pulido a través del tabique restante y colóquelo de manera que el electrodo quede suspendido en la solución.

Para una corredera FTO, guíe un cable conectado a una pinza de cocodrilo a través del tabique y sujete la corredera con la pinza de cocodrilo. A continuación, coloque el portaobjetos en la solución, asegurándose de que el lado conductor esté perpendicular al contraelectrodo cuando esté sumergido. A continuación, recoja un espectro UV vis de la corredera FTO colocando la diapositiva en una posición en la trayectoria del haz del espectrómetro que se haya predeterminado para garantizar la coherencia.

Después de esto, conecte un extremo del tubo de tigón al suministro de nitrógeno y conecte el otro extremo a un lavador de gas que contenga acetonitrilo. Después de cortar otro trozo de tubo de tigon, conecte un extremo al nitrógeno lavado con nitrilo acetilo que sale y conecte el otro extremo a un divisor de cuatro vías. Una vez que los tubos de PTFE se hayan conectado a las tres conexiones restantes del divisor de cuatro vías, sumerja los tubos de PTFE en las soluciones en cada uno de los compartimentos y active el flujo de nitrógeno de tal manera que comience un rápido burbujeo de la solución.

Después de desairear la solución durante cinco a 10 minutos, tire de los tubos de PTFE justo por encima de la superficie de la solución, dejando el flujo de nitrógeno para mantener una presión positiva de gas inerte en el sistema y evitar la convección de la solución causada por el burbujeo. Para realizar los experimentos electroquímicos, conecte los electrodos del estado de potencial a los electrodos apropiados en la celda de tres compartimentos. Realice una telemetría de volumen cíclico o cv, experimente con los siguientes parámetros.

Una vez finalizado el experimento CV, retire el electrodo de trabajo de la solución de polimerización y enjuague suavemente la superficie del electrodo con un frasco de acetil nitrilo para eliminar cualquier resto de solución de monómero. En este punto, coloque el electrodo de trabajo enjuagado en una celda electroquímica que contenga una solución recién preparada de tetra molar 0,1 molar y hexa fluoro de butil amonio en nitrilo de acetilo, un contraelectrodo y un electrodo de referencia. Realice un experimento de CV con los siguientes parámetros.

Integre la carga bajo los picos anódicos y catódicos para el electropolímero absorbido rutenio tres, dos, acople y promedie la carga bajo los picos anódicos y catódicos. A continuación, determine la cobertura de la superficie utilizando la siguiente ecuación. A continuación, coloque la corredera FTO en la posición predeterminada frente al portamuestras UV vis, de modo que la trayectoria del haz pase a través de la película coloreada.

Finalmente, reste el espectro obtenido para el espectro FTO que se recolectó para esa diapositiva en particular antes de la electropolimerización. Del espectro de la película en FTO con el fin de producir un espectro de absorción para la propia película. El primer ciclo del experimento de crecimiento de electropolímeros con el compuesto uno produce un voltio.

Graham se parece aproximadamente a lo que se espera para una solución de rutenio de concentración similar, pero en ciclos sucesivos, se observan corrientes cada vez más aumentadas. Este fenómeno se debe a la suma de la corriente del monómero en solución y la de la película de electropolímero que se deposita del ciclo anterior más allá de las ondas de reducción centradas en el ligando. La traza rosa es el primer ciclo después de la electropolimerización reductiva del compuesto uno, mientras que la traza azul es el segundo ciclo y los ciclos tercero a 15 restantes están en negro.

Las flechas rojas indican una corriente decreciente, mientras que las flechas verdes indican un aumento. La electropolimerización en FTO sigue aproximadamente las mismas tendencias que el carbono vítreo, pero con el beneficio adicional de áreas de superficie más grandes y transparencia. El espectro UV vis para la diapositiva FTO se resta del FTO recubierto de electropolímero para obtener solo el espectro de la película.

El espectro DUVV del compuesto uno se superpone para la comparación. Una vez dominada, esta técnica se puede realizar en una o dos horas si se realiza correctamente. Al intentar este procedimiento, es importante recordar que la configuración experimental es fundamental para una reproducibilidad consistente y continua.

Es posible que se requiera un secado estricto de la solución electrolítica, la exclusión del oxígeno, la colocación estricta de electrodos en celdas de tres compartimentos, la utilización de diferentes técnicas electroquímicas y muchos otros procedimientos para obtener resultados reproducibles. Después de ver este video, debe tener una buena comprensión de cómo realizar experimentos preliminares para evaluar la capacidad de un compuesto para someterse a electropolimerización y para probar preliminarmente su estabilidad en cualquier número de superficies de electrodos, condiciones de solventes y phs.