Riduttiva elettropolimerizzazione di un Poly-piridil Complex-vinile contenente on Glassy carbonio e fluoro-drogato Tin Oxide Elettrodi

L'obiettivo generale del seguente esperimento è quello di dimostrare una procedura di elettropolimerizzazione generalizzata per l'adesione di composti attivi redox alle superfici degli elettrodi. Ciò si ottiene sintetizzando molecole che legano gruppi funzionali realizzabili polimerici al centro attivo Redox al fine di costruire composti monomerici più grandi in grado di polimerizzare. Come seconda fase, i composti monomerici attivi redox di nuova sintesi vengono posti in una soluzione elettrolitica in un ambiente di celle elettrochimiche attentamente controllato, che prepara i monomeri per i tentativi di elettropolimerizzazione.

Successivamente, i monomeri vengono sottoposti a procedure sperimentali elettrochimiche standard al fine di indurre l'elettropolimerizzazione sulla superficie dell'elettrodo. I risultati mostrano se gli elettropolimeri stabili vengono prodotti o meno elettropolimeri modificati in superficie sulla base di esperimenti di telemetria vol ciclica di follow-up e di una soluzione elettrolitica fresca priva del precursore del monomero e della spettroscopia UV vis di fluoro modificato con film, ossido di stagno drogato o vetrini FTO. Il vantaggio principale di questa tecnica rispetto ai metodi esistenti come l'assorbimento superficiale dell'elettrodo di ossido di metallo fosfonato o carbossilato di auto è che gli elettropolimeri non vengono assorbiti dalle superfici degli elettrodi attraverso legami covalenti facilmente idrolizzati, ma piuttosto per precipitazione.

Ciò rende gli elettropolimeri un materiale di substrato praticabile che opera sulle superfici degli elettrodi in un ampio intervallo di pH e può essere posizionato su una serie di substrati elettroattivi. Questo metodo può aiutare a rispondere a domande chiave nel campo dei combustibili solari, ad esempio possiamo utilizzare elettrodi modificati per assorbire e convertire l'energia luminosa in energia elettrica? E possiamo usare elettrodi modificati per eseguire conversioni catalitiche elettriche di piccole molecole abbondanti e per immagazzinare energia?

In generale, questo metodo ci permette di conoscere le differenze fondamentali tra i composti inorganici a diffusione libera e quelli metallici degli organi a diffusione libera e quelli attaccati alla superficie. In generale, gli individui che non conoscono questo metodo potrebbero avere difficoltà a ottenere risultati riproducibili a causa dei numerosi fattori sperimentali che possono influenzare il successo dell'elettropolimerizzazione e dell'adesione dei composti alle superfici degli elettrodi. Ciò supponendo che le proprietà intrinseche dei monomeri non impediscano l'assorbimento superficiale.

Primo classificato, 0,969 grammi di tetra e butil ammonio esalfluoro fosfato in un matraccio tarato essiccato a fiamma da 25 millilitri. Quindi aggiungere l'acetil nitrile secco per portare il pallone al volume, 0,0049 grammi di composto precedentemente preparato uno in una fiala secca da quattro grammi e aggiungere quattro millilitri della soluzione madre di tetra e butil ammonio esala fluoro fosfato. Dopo questo trasferimento, da 3,5 a 4 millilitri della soluzione elettrolitica di colore rosso arancio risultante nello scomparto centrale di una cella a tre compartimenti.

Con ogni scomparto separato da un tasto di vetro a media porosità, riempire rapidamente i compartimenti esterni della cella a tre compartimenti fino a un heus uguale, la soluzione del gambo del compartimento centrale con parte del restante tetra molare 0,1 molare rimanente e la soluzione di fluoro fosfato di butil ammonio esagono per evitare perdite nei compartimenti esterni. A questo punto, tagliare una fessura in tre setti di gomma e guidare un sottile tubo di POLITETRAFLUOROETILENE o PTFE attraverso ciascuna fessura. Far scorrere l'elettrodo di riferimento in argento, nitrato d'argento, attraverso uno dei setti.

Quindi posizionare il tubo in PTFE dell'elettrodo di riferimento in uno degli scomparti esterni e sigillare lo scomparto con il setto. Dopo aver guidato il controelettrodo di garza a filo di platino attraverso un setto diverso, posizionare il tubo di PTFE a filo di platino in uno degli scomparti esterni e sigillare lo scomparto con il setto. Guidare un elettrodo di carbonio vetroso da tre millimetri appena lucidato attraverso il setto rimanente e posizionarlo in modo che l'elettrodo sia sospeso nella soluzione.

Per un vetrino FTO, guidare un filo collegato a una clip a coccodrillo attraverso il setto e bloccare il vetrino con la clip a coccodrillo. Quindi posizionare il vetrino nella soluzione, assicurandosi che il lato conduttivo sia perpendicolare al controelettrodo quando è immerso. Quindi, raccogliere uno spettro UV-vis del vetrino FTO posizionando il vetrino in una posizione predeterminata nel percorso del fascio dello spettrometro per garantire la coerenza.

Successivamente, collegare un'estremità del tubo tigon all'alimentazione dell'azoto e collegare l'altra estremità a un'idropulitrice a gas contenente aceto nitrile. Dopo aver tagliato un altro pezzo di tubo tigon, collegare un'estremità all'azoto lavato con acetil nitrile in uscita e collegare l'altra estremità a uno splitter a quattro vie. Una volta che i tubi in PTFE sono stati collegati alle tre connessioni rimanenti dello splitter a quattro vie, immergere i tubi in PTFE nelle soluzioni in ciascuno degli scomparti e attivare il flusso di azoto in modo tale che inizi un rapido gorgogliamento della soluzione.

Dopo aver disaerato la soluzione per cinque-10 minuti, tirare i tubi in PTFE appena sopra la superficie della soluzione, lasciando attivo il flusso di azoto per mantenere una pressione positiva di gas inerte sul sistema e prevenire la convezione della soluzione causata dalle bolle. Per eseguire gli esperimenti elettrochimici, collegare gli elettrodi dallo stato di potenziale agli elettrodi appropriati nella cella a tre compartimenti. Eseguire una telemetria vol ciclica o cv, sperimentare con i seguenti parametri.

Al termine dell'esperimento CV, rimuovere l'elettrodo di lavoro dalla soluzione di polimerizzazione e sciacquare delicatamente la superficie dell'elettrodo con un flacone a spruzzo di acetil nitrile per rimuovere l'eventuale soluzione monomerica rimanente. A questo punto, posizionare l'elettrodo di lavoro risciacquato in una cella elettrochimica contenente una soluzione appena preparata di tetra 0,1 molari e fluoro fosfato di butile ammonio in acetil nitrile, un controelettrodo e un elettrodo di riferimento. Eseguire un esperimento CV con i seguenti parametri.

Integrare la carica sotto i picchi anodici e catodici per l'elettropolimero rutenio assorbito tre, due, accoppiare e mediare la carica sotto i picchi anodici e catodici. Quindi determinare la copertura della superficie utilizzando la seguente equazione. Quindi posizionare il vetrino FTO nella posizione predeterminata davanti al supporto del campione UV-vis, in modo che il percorso del fascio passi attraverso la pellicola colorata.

Infine, sottrarre lo spettro ottenuto per lo spettro FTO che è stato raccolto per quel particolare vetrino prima dell'elettropolimerizzazione. Dallo spettro del film su FTO al fine di produrre uno spettro di assorbimento per il film stesso. Il primo ciclo dell'esperimento di crescita dell'elettropolimero con il composto uno produce un volt.

Graham assomiglia più o meno a quello che ci si aspetta per una soluzione di rutenio di concentrazione simile, ma con cicli successivi, si osservano correnti sempre più potenziate. Questo fenomeno è dovuto alla somma della corrente per il monomero in soluzione e quella del film di elettropolimero che si deposita dal ciclo precedente oltre le onde di riduzione centrate sul ligando. La traccia rosa è il primo ciclo dopo l'elettropolimerizzazione riduttiva del composto uno, mentre la traccia blu è il secondo ciclo e i restanti dal terzo al 15° ciclo sono in nero.

Le frecce rosse indicano una diminuzione della corrente mentre le frecce verdi indicano un aumento. L'elettropolimerizzazione su FTO segue all'incirca le stesse tendenze del carbonio vetroso, ma con l'ulteriore vantaggio di una superficie più ampia e di una trasparenza. Lo spettro UV vis per il vetrino FTO viene sottratto dall'FTO rivestito in elettropolimero per ottenere lo spettro del film da solo.

Lo spettro DUVV del composto uno è sovrapposto per il confronto. Una volta padroneggiata, questa tecnica può essere eseguita in una o due ore se eseguita correttamente. Durante il tentativo di eseguire questa procedura, è importante ricordare che la configurazione sperimentale è fondamentale per una riproducibilità coerente e continua.

Per ottenere risultati riproducibili possono essere necessari un'essiccazione rigorosa della soluzione elettrolitica, l'esclusione dell'ossigeno, il posizionamento rigoroso degli elettrodi in celle a tre compartimenti, l'utilizzo di diverse tecniche elettrochimiche e molte altre procedure. Dopo aver visto questo video, dovresti avere una buona comprensione di come eseguire esperimenti preliminari per valutare la capacità di un composto di subire l'elettropolimerizzazione e per sondare preliminarmente la sua stabilità su un numero qualsiasi di superfici di elettrodi, condizioni di solvente e phs.