Восстановительное электрополимеризации из винила, содержащие поли-пиридил комплекса на стеклоуглерод и легированного фтором оксида олова Электроды

Общая цель данного эксперимента состоит в том, чтобы продемонстрировать обобщенную процедуру электрополимеризации для присоединения окислительно-восстановительных активных соединений к поверхностям электродов. Это достигается за счет синтеза молекул, которые присоединяют реализуемые функциональные группы полимера к активному центру редокса, чтобы создать более крупные мономерные соединения, способные к полимеризации. На втором этапе вновь синтезированные окислительно-восстановительные активные мономерные соединения помещают в электролитический раствор в тщательно контролируемой электрохимической среде ячейки, которая подготавливает мономеры к попыткам электрополимеризации.

Затем мономеры подвергаются стандартным электрохимическим экспериментальным процедурам для того, чтобы вызвать электрополимеризацию на поверхности электрода. Результаты показывают, получены ли стабильные поверхностно-модифицированные электроды электрополимеров на основе последующих циклических экспериментов по объемной телеметрии, а также свежий раствор электролита без предшественника мономера и УФ-виз спектроскопии пленочно-модифицированного фтора, легированного оксида олова или слайдов FTO. Основное преимущество этого метода по сравнению с существующими методами, такими как фосфонаты или поглощение поверхности электродов на основе карбоксилата оксида металла, заключается в том, что электрополимеры поглощаются на поверхности электродов не через легко гидролизуемые ковалентные связи, а скорее за счет осаждения.

Это делает электрополимеры жизнеспособным материалом подложки, работающим на электродных поверхностях в широком диапазоне pH, и может быть размещен на ряде электроактивных подложек. Этот метод может помочь ответить на ключевые вопросы в области солнечного топлива, например, можем ли мы использовать модифицированные электроды для поглощения и преобразования световой энергии в электрическую? И можем ли мы использовать модифицированные электроды для выполнения электрических каталитических преобразований большого количества малых молекул и накопленной энергии?

Вообще говоря, этот метод позволяет узнать о принципиальных различиях между свободно диффундирующими и поверхностно присоединенными неорганическими и органными металлическими соединениями. Как правило, люди, плохо знакомые с этим методом, могут испытывать трудности с получением воспроизводимых результатов из-за многочисленных экспериментальных факторов, которые могут повлиять на успех электрополимеризации и прикрепления соединений к поверхностям электродов. Это при условии, что внутренние свойства мономеров не препятствуют поверхностному поглощению.

Первое место, 0,969 грамма тетра и бутиламмония, гекса фторфосфата в 25 миллилитровой мерной колбе, высушенной пламенем. Затем добавьте сухой ацетилнитрил, чтобы довести колбу до объемного места, 0,0049 грамма заранее приготовленного соединения по одному в сухой четырехграммовый флакон и добавьте четыре миллилитра тетра и бутиламмония гекса фторфосфатного стокового раствора. После этого от 3,5 до четырех миллилитров полученного электролитического раствора красного цвета оранжевого цвета в центральный отсек трехкамерной ячейки.

При каждом отделении, отделенном стеклянным ладом со средней пористостью, быстро заполните внешние отсеки трехкамерной ячейки до равного геуса, центральный компартмент стебля раствором с небольшим количеством оставшегося сухого 0,1 молярного тетра и бутиламмония гекса фторфосфата раствором для предотвращения утечки во внешние отсеки. На этом этапе разрежьте разрез на три резиновые SEPTA и пропустите тонкую трубку из политетрафторэтилена или ПТФЭ через каждую щель. Проденьте электрод сравнения из серебра и нитрата серебра через одну из перегородок.

Затем поместите электрод сравнения в трубку из ПТФЭ в один из внешних отсеков и запечатайте отсек с перегородкой. Проведя ответный электрод из платиновой проволоки через другую перегородку, поместите трубку из ПТФЭ из платиновой проволоки в один из внешних отсеков и запечатайте отсек с помощью перегородки. Проведите свежеотполированный трехмиллиметровый стеклоуглеродный электрод через оставшуюся перегородку и поместите его так, чтобы электрод был подвешен в растворе.

Для слайда FTO проведите провод, подключенный к зажиму типа «крокодил», через перегородку и зажмите предметное стекло зажимом из кожи аллигатора. Затем поместите предметное стекло в раствор, убедившись, что проводящая сторона перпендикулярна противоэлектроду при погружении. Затем соберите УФ-видимый спектр предметного стекла FTO, поместив предметное стекло в положение на пути луча спектрометра, которое было заранее определено для обеспечения согласованности.

После этого подсоедините один конец трубки Tigon к источнику азота, а другой конец подсоедините к газовой шайбе, содержащей ацетонитрил. Отрезав еще один кусок трубки из тигона, подсоедините один конец к истекающему ацетилнитрильному промытому азоту, а другой конец подсоедините к четырехстороннему разветвителю. После того, как трубки из ПТФЭ будут подключены к трем оставшимся соединениям четырехходового сплиттера, погрузите трубки из ПТФЭ в растворы в каждом из отсеков и включите поток азота таким образом, чтобы началось быстрое барботирование раствора.

После деаэрации раствора в течение 5-10 минут потяните трубки из ПТФЭ непосредственно над поверхностью раствора, оставляя поток азота включенным, чтобы поддерживать положительное давление инертного газа в системе и предотвратить конвекцию раствора, вызванную барботированием. Для проведения электрохимических экспериментов необходимо соединить электроды от статического напряжения к соответствующим электродам в трехкамерной ячейке. Проведите циклическую волю телеметрии или cv, поэкспериментируйте со следующими параметрами.

Когда эксперимент CV будет завершен, извлеките рабочий электрод из раствора полимеризации и осторожно промойте поверхность электрода флаконом с ацетилнитрилом, чтобы удалить остатки раствора мономера. На этом этапе промытый рабочий электрод помещают в электрохимическую ячейку, содержащую свежеприготовленный раствор тетра моляра и гексафосфата бутиламмония в ацетилнитриле, противоэлектрод и электрод сравнения. Проведите эксперимент с резюме со следующими параметрами.

Интегрируйте заряд под анодным и катодным пиками для поглощенного электрополимера рутения три, два, пара и усредните заряд под анодным и катодным пиками. Затем определите покрытие поверхности с помощью следующего уравнения. Затем поместите предметное стекло FTO в заданное положение перед держателем образца UV-vis таким образом, чтобы путь луча проходил через цветную пленку.

Наконец, вычтите спектр, полученный для спектра FTO, который был собран для этого конкретного предметного стекла до начала электрополимеризации. Из спектра пленки на FTO для того, чтобы получить спектр поглощения для самой пленки. В первом цикле эксперимента по выращиванию электрополимера с первым соединением образуется вольт.

По Грэхему он примерно похож на тот, который можно ожидать от раствора рутения аналогичной концентрации, но при последующих циклах наблюдаются все более усиленные токи. Это явление связано с суммированием тока для мономера в растворе и тока электрополимерной пленки, которая осаждается из предыдущего цикла мимо волн редукции, центрированных в лиганде. Розовая кривая — это первый цикл после восстановительной электрополимеризации соединения один, в то время как синяя кривая — второй цикл, а оставшиеся третьи и 15-е циклы — черные.

Красные стрелки указывают на уменьшение тока, а зеленые стрелки — на увеличение. Электрополимеризация на FTO следует примерно тем же тенденциям, что и стеклоуглерод, но с дополнительным преимуществом в виде большей площади поверхности и прозрачности. Спектр УФ-видимого излучения для предметного стекла FTO вычитается из FTO с электрополимерным покрытием, чтобы получить только спектр пленки.

Для сравнения наложен спектр ДУВВ соединения один. После освоения этой техники ее можно выполнить за один-два часа, если она выполнена правильно. При выполнении этой процедуры важно помнить, что экспериментальная установка имеет решающее значение для последовательной и непрерывной воспроизводимости.

Для получения воспроизводимых результатов может потребоваться строгое осушение электролитического раствора, исключение кислорода, строгое размещение электродов в трех компартментных ячейках, использование различных электрохимических методов и многие другие процедуры. После просмотра этого видео у вас должно сложиться четкое представление о том, как проводить предварительные эксперименты по оценке способности соединения подвергаться электрополимеризации и предварительно зондировать его стабильность на любом количестве поверхностей электродов, условиях растворителя и phs.