L'électropolymérisation réductrice d'un complexe de poly-pyridyl-vinyle contenant de Glassy Carbon dopé au fluor et l'oxyde d'étain Electrodes

L’objectif général de l’expérience suivante est de démontrer une procédure d’électropolymérisation généralisée pour fixer des composés actifs redox à la surface des électrodes. Ceci est réalisé en synthétisant des molécules qui attachent des groupes fonctionnels réalisables de polymères au centre actif Redox afin de construire des composés monomères plus grands capables de polymérisation. Dans un deuxième temps, les composés monomères actifs redox nouvellement synthétisés sont placés dans une solution électrolytique dans un environnement de cellule électrochimique soigneusement contrôlé, qui prépare les monomères aux tentatives d’électropolymérisation.

Ensuite, les monomères sont soumis à des procédures expérimentales électrochimiques standard afin d’induire l’électropolymérisation à la surface de l’électrode. Les résultats montrent si des électropolymères stables modifiés en surface sont produits ou non sur la base d’expériences de télémétrie à vol cyclique de suivi, et une solution d’électrolyte fraîche exempte du précurseur monomère et de la spectroscopie UV-vis de fluor modifié en film, d’oxyde d’étain dopé ou de lames FTO. Le principal avantage de cette technique par rapport aux méthodes existantes telles que l’absorption de surface des électrodes de phosphonate ou de carboxylate de voiture est que les électropolymères ne sont pas absorbés par les surfaces des électrodes par des liaisons covalentes facilement hydrolysées, mais plutôt par précipitation.

Cela fait des électropolymères un matériau de substrat viable fonctionnant sur les surfaces des électrodes sur une large plage de pH, et peuvent être placés sur un certain nombre de substrats électroactifs. Cette méthode peut aider à répondre à des questions clés dans le domaine des combustibles solaires, comme pouvons-nous utiliser des électrodes modifiées pour absorber et convertir l’énergie lumineuse en énergie électrique ? Et pouvons-nous utiliser des électrodes modifiées pour effectuer des conversions catalytiques électriques de petites molécules abondantes et pour stocker de l’énergie ?

D’une manière générale, cette méthode nous permet d’apprendre les différences fondamentales entre les composés inorganiques et métalliques d’organe à diffusion libre et fixés en surface. En général, les personnes novices dans cette méthode peuvent avoir du mal à obtenir des résultats reproductibles en raison des nombreux facteurs expérimentaux qui peuvent affecter le succès de l’électropolymérisation et de la fixation de composés aux surfaces des électrodes. C’est-à-dire en supposant que les propriétés intrinsèques des monomères n’empêchent pas l’absorption de surface.

Première place, 0,969 gramme de tétra et d’hexafluorophosphate d’ammonium butyle dans une fiole jaugée séchée à la flamme de 25 millilitres. Ajoutez ensuite de l’acétylnitrile sec pour porter le ballon au volume, 0,0049 gramme de composé préalablement préparé, un dans un flacon sec de quatre grammes et ajoutez quatre millilitres de la solution mère de tétra et de butylammonium hexafluorophosphate. Après ce transfert, 3,5 à quatre millilitres de la solution électrolytique de couleur rouge orangé résultante dans le compartiment central d’une cellule à trois compartiments.

Chaque compartiment étant séparé par une frette en verre à porosité moyenne, remplissez rapidement les compartiments extérieurs de la cellule à trois compartiments jusqu’à ce qu’ils atteignent un heus égal, la solution de tige du compartiment central avec une partie de la solution sèche restante de tétra tétra et d’hexafluorophosphate de butylammonium-ammonium pour éviter les fuites vers les compartiments extérieurs. À ce stade, découpez une fente en trois SEPTA en caoutchouc et guidez un mince tube de POLYTÉTRAFLUOROÉTHYLÈNE ou de PTFE à travers chaque fente. Faites glisser l’électrode de référence en argent, nitrate d’argent, à travers l’un des septa.

Placez ensuite le tube d’électrode de référence en PTFE dans l’un des compartiments extérieurs et scellez le compartiment avec le septum. Après avoir guidé la contre-électrode de gaze en fil de platine à travers un septum différent, placez le tube en PTFE en fil de platine dans l’un des compartiments extérieurs et scellez le compartiment avec le septum. Guidez une électrode de carbone vitreuse de trois millimètres fraîchement polie à travers le septum restant et placez-la de manière à ce que l’électrode soit suspendue dans la solution.

Pour une glissière FTO, guidez un fil connecté à une pince crocodile à travers le septum et fixez la lame avec la pince crocodile. Placez ensuite la lame dans la solution, en vous assurant que le côté conducteur est perpendiculaire à la contre-électrode lorsqu’il est immergé. Ensuite, collectez un spectre UV-vis de la lame FTO en plaçant la lame dans une position prédéterminée pour assurer la cohérence dans le trajet du faisceau du spectromètre.

Ensuite, connectez une extrémité du tube tigon à l’alimentation en azote et connectez l’autre extrémité à un laveur de gaz contenant de l’acéto nitrile. Après avoir coupé un autre morceau de tube de tigon, connectez une extrémité à l’azote lavé à l’acétylnitrile qui s’écoule et connectez l’autre extrémité à un séparateur à quatre voies. Une fois que les tubes en PTFE ont été connectés aux trois raccords restants du séparateur à quatre voies, immergez les tubes en PTFE dans les solutions de chacun des compartiments et allumez le flux d’azote de sorte qu’un bouillonnement rapide de la solution commence.

Après avoir désaéré la solution pendant cinq à 10 minutes, tirez les tubes en PTFE juste au-dessus de la surface de la solution, en laissant le flux d’azote allumé afin de maintenir une pression positive de gaz inerte sur le système et d’empêcher la convection de la solution causée par les bulles. Pour effectuer les expériences électrochimiques, connectez les électrodes de l’état de potentiel aux électrodes appropriées dans la cellule à trois compartiments. Effectuez une télémétrie de vol cyclique ou cv, expérimentez avec les paramètres suivants.

Une fois l’expérience CV terminée, retirez l’électrode de travail de la solution de polymérisation et rincez doucement la surface de l’électrode avec un flacon pulvérisateur d’acétylnitrile pour éliminer toute solution de monomère restante. À ce stade, placez l’électrode de travail rincée dans une cellule électrochimique contenant une solution fraîchement préparée de tétra 0,1 molaire et d’hexafluorophosphate d’ammonium butyle dans de l’acétyl nitrile, une contre-électrode et une électrode de référence. Effectuez une expérience CV avec les paramètres suivants.

Intégrez la charge sous les pics anodique et cathodique pour l’électropolymère absorbé ruthénium trois, deux, couplez, et faites la moyenne de la charge sous les pics anodique et cathodique. Déterminez ensuite la couverture de surface à l’aide de l’équation suivante. Placez ensuite la glissière FTO dans la position prédéterminée devant le porte-échantillon UV-vis, de sorte que le trajet du faisceau passe à travers le film coloré.

Enfin, soustrayez le spectre obtenu pour le spectre FTO qui a été collecté pour cette lame particulière avant l’électropolymérisation. À partir du spectre du film sur FTO afin de produire un spectre d’absorption pour le film lui-même. Le premier cycle de l’expérience de croissance électropolymère avec le composé un produit un volt.

Graham ressemble à peu près à ce que l’on attend d’une solution de ruthénium de concentration similaire, mais sur des cycles successifs, on observe des courants de plus en plus accrus. Ce phénomène est dû à la somme du courant pour le monomère en solution et de celui du film électropolymère qui se dépose à partir du cycle précédent au-delà des ondes de réduction centrées sur le ligand. La trace rose est le premier cycle après l’électropolymérisation réductrice du premier composé, tandis que la trace bleue est le deuxième cycle et les troisième à 15e cycles restants sont en noir.

Les flèches rouges indiquent une diminution du courant tandis que les flèches vertes indiquent une augmentation. L’électropolymérisation sur FTO suit à peu près les mêmes tendances que le carbone vitreux, mais avec l’avantage supplémentaire d’une plus grande surface et d’une plus grande transparence. Le spectre UV-vis de la glissière FTO est soustrait du FTO revêtu d’électropolymère pour donner le spectre du film seul.

Le spectre DUVV du composé un est superposé à des fins de comparaison. Une fois maîtrisée, cette technique peut être réalisée en une à deux heures si elle est exécutée correctement. Lors de la tentative de cette procédure, il est important de se rappeler que la configuration expérimentale est essentielle pour une reproductibilité cohérente et continue.

Un séchage rigoureux de la solution électrolytique, l’exclusion de l’oxygène, le placement strict des électrodes dans les cellules à trois compartiments, l’utilisation de différentes techniques électrochimiques et de nombreuses autres procédures peuvent être nécessaires pour obtenir des résultats reproductibles. Après avoir regardé cette vidéo, vous devriez avoir une bonne compréhension de la façon d’effectuer des expériences préliminaires pour évaluer la capacité d’un composé à subir une électropolymérisation et à sonder préliminairement sa stabilité sur n’importe quel nombre de surfaces d’électrodes, de conditions de solvant et de phs.