बेजान कार्बन और फ्लोरीन-डाल दिया गया टिन ऑक्साइड इलेक्ट्रोड पर एक विनील युक्त पाली pyridyl परिसर की reductive Electropolymerization
Summary
A procedure for performing reductive electropolymerization of vinyl-containing compounds onto glassy carbon and fluorine doped tin-oxide coated electrodes is presented. Recommendations on electrochemical cell configurations and troubleshooting procedures are included. Although not explicitly described here, oxidative electropolymerization of pyrrole-containing compounds follows similar procedures to vinyl-based reductive electropolymerization.
Abstract
चलाया हुआ इलेक्ट्रोड सतह संशोधन के खेतों, सौर ईंधन अनुप्रयोगों के साथ विशेष रूप से उन लोगों की संख्या में महत्वपूर्ण है। Electropolymerization हेल्महोल्त्ज़ परत में substrates के polymerization के आरंभ करने के लिए एक आवेदन संभावित उपयोग करके एक इलेक्ट्रोड की सतह पर एक polymeric फिल्म electrodeposits कि एक सतह संशोधन तकनीक है। यह उपयोगी तकनीक पहली बार 1980 के दशक में नॉर्थ कैरोलिना विश्वविद्यालय में एक मरे-मेयेर सहयोग से स्थापित किया और मोनोमेरिक सब्सट्रेट के रूप में अकार्बनिक परिसरों युक्त फिल्मों के कई भौतिक घटनाओं का अध्ययन करने के लिए उपयोग किया गया था। यहाँ, हम बेजान कार्बन और फ्लोरीन डाल दिया गया टिन ऑक्साइड लेपित इलेक्ट्रोड पर Vinyl-युक्त पाली pyridyl परिसर के reductive electropolymerization प्रदर्शन से एक अकार्बनिक जटिल साथ कोटिंग इलेक्ट्रोड के लिए एक प्रक्रिया पर प्रकाश डाला। विद्युत सेल विन्यास और समस्या निवारण प्रक्रियाओं पर सिफारिशें शामिल हैं। नहीं ई यद्यपिxplicitly यहाँ वर्णित है, pyrrole युक्त यौगिकों के ऑक्सीडेटिव electropolymerization Vinyl-आधारित reductive electropolymerization करने के लिए इसी तरह की प्रक्रियाओं का अनुसरण करता है, लेकिन अब तक कम संवेदनशील ऑक्सीजन और पानी के लिए कर रहे हैं।
Introduction
Electropolymerization, सीधे एक इलेक्ट्रोड की सतह पर मोनोमेरिक व्यापारियों के polymerization आरंभ करने के लिए एक आवेदन संभावित इस्तेमाल करता है और electrocatalysis photochemically पतली electroactive और / या इलेक्ट्रोड और अर्धचालक सतहों पर सक्रिय polypyridyl फिल्मों। 1-4 का उत्पादन करने के लिए इस्तेमाल किया गया है कि एक polymerization तकनीक है 5-10 इलेक्ट्रॉन हस्तांतरण, 11, 12 photochemistry, 13-16 electrochromism, 17 और समन्वय रसायन शास्त्र में 18 electropolymerized फिल्मों में जांच की गई है। इस तकनीक को पहली vinyl 3, 5, 7, 8, 11-15, 19, 20 और pyrrole 6, 9 की electropolymerization के लिए एक मेयेर मुर्रे सहयोग में उत्तरी कैरोलिना विश्वविद्यालय में विकसित किया गया था, 21-24 मुझे derivatizedsubstrates के संचालन की एक किस्म पर ताल परिसरों। एक धातु परिसरों के लिए समन्वित, जब electropolymers का उत्पादन किया है कि आम pyridyl आधारित ligands के एक नंबर प्रस्तुत चित्रा। Pyrrole-क्रियाशील ligands के साथ, electropolymerization (चित्रा 2) ऑक्सीडेटिव electropolymerization में जिसके परिणामस्वरूप, pyrrole moieties के ऑक्सीकरण द्वारा शुरू की है, जबकि reductive electropolymerization में, vinyl युक्त यौगिकों के electropolymerization, vinyl के समूहों के लिए संयुग्मित pyridyl ligands के कमी पर होता है। Electropolymerization प्रौद्योगिकी सीधे किसी भी इलेक्ट्रोड के लिए लगभग किसी भी संक्रमण धातु जटिल संलग्न करने के लिए एक सामान्यीकृत कार्यप्रणाली प्रदान करने के लक्ष्य के साथ विकसित किया गया था। विधि की चंचलता electropolymer संशोधित इलेक्ट्रोड के कई जांच के लिए दरवाजे खोलता है।
इलेक्ट्रोड के लिए प्रत्यक्ष संबंध शामिल है जो अन्य लगाव रणनीतियों, के विपरीत, electropolymerization एडीवी प्रदान करता हैइलेक्ट्रोड सतह पूर्व संशोधन की जरूरत नहीं है की antage। । इसलिए यह परवाह किए बिना सतह की संरचना या आकृति विज्ञान 4, 10, 25 का आयोजन substrates के किसी भी संख्या के लिए लागू किया जा सकता है, 26 इस बहुमुखी प्रतिभा बहुलक लंबाई बढ़ता के रूप में भौतिक गुणों को बदलने का परिणाम है; मोनोमर्स electrolytic समाधान में घुलनशील हैं, लेकिन polymerization होता है और के रूप में पार से जोड़ने इलेक्ट्रोड सतह से होता है फिल्म, वर्षा और शारीरिक सोखना (चित्रा 3) rigidifies। 27
आमतौर पर सौर ईंधन अनुसंधान में इस्तेमाल ऊंचा पीएच की, कम से अस्थिर कर रहे हैं जो ऑक्साइड पानी में सतहों, या phosphonate-derivatized परिसरों, पर अस्थिर कर रहे हैं जो ऑक्साइड सतह बाध्य कार्बोक्सिलेट, की तुलना में, इन इंटरफेसियल इलेक्ट्रोड बहुलक फिल्म संरचनाओं स्थिरता का जोड़ा लाभ की पेशकश एक बड़े पीएच रेंज (0-14) से अधिक कार्बनिक सॉल्वैंट्स और पानी सहित मीडिया की एक किस्म में।28-30 Electropolymerization भी उप monolayer से कार्बोक्सिलेट या phosphonate-derivatized परिसरों इंटरफ़ेस संरचनाओं monolayer की सतह कवरेज को सीमित कर रहे हैं, जबकि दर्जनों या समकक्ष monolayer के सैकड़ों करने के लिए स्पष्ट सतह कवरेज की बड़ी पर्वतमाला, के साथ फिल्मों जमा कर सकते हैं।
Vinyl या pyrrole युक्त pyridyl और polypyridyl यौगिकों के किसी भी संख्या polymerization के लिए सक्षम हैं, [आरयू द्वितीय (PhTpy) (5,5'-dvbpy) (MeCN)] (पीएफ 6) 2, (1; PhTpy 4'-फिनाइल है -2,2 ': 6', दो '' – terpyridine; 5,5'-dvbpy है-divinyl-2,2' 5,5'-bipyridine, चित्रा 4) reductive electropolymerization प्रदर्शित करने के लिए एक मॉडल के परिसर के रूप में उपयोग किया जाएगा बेजान कार्बन और फ्लोरीन-डाल दिया गया टिन ऑक्साइड पर, FTO, इस रिपोर्ट में इलेक्ट्रोड। एक कारण इसकी धातु करने वाली ली के लिए, संभावित Electrocatalytic आवेदन किया है कि एक आधुनिक electropolymer अग्रदूत का एक उदाहरण है औरगांड चार्ज हस्तांतरण, MLCT, प्रकाश स्पेक्ट्रम के दृश्य क्षेत्र में झूठ बोल रही अवशोषण स्पेक्ट्रम, यूवी विज़ स्पेक्ट्रोस्कोपी। 18, 30 1 के लिए यहाँ प्रस्तुत कुछ परिणाम पहले से ही एक थोड़ा संशोधित रूप में प्रकाशित किया गया है कि कृपया ध्यान दें। 18 के साथ जांच की जा सकती है
Protocol
Representative Results
Discussion
Electropolymerization अन्य तकनीकों को आम नहीं हैं कि चलाया चर की एक बड़ी रेंज प्रदान करता है। आदि अभिकर्मक (मोनोमर) एकाग्रता, तापमान, विलायक, जैसे मानक प्रतिक्रिया चर के अलावा, electropolymerization इसके अतिरिक्त विद्युत तरीको…
Divulgaciones
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
हम विद्युत प्रयोगों और इंस्ट्रूमेंटेशन (LSC और JTH) के समर्थन के लिए रसायन विज्ञान के वर्जीनिया सैन्य संस्थान (VMI) विभाग को स्वीकार करते हैं। संकाय के डीन के VMI कार्यालय जौव प्रकाशनों के साथ जुड़े उत्पादन फीस का समर्थन किया। हम यूएनसी EFRC स्वीकार करते हैं: सौर ईंधन के लिए केंद्र, यौगिक संश्लेषण और सामग्री लक्षण वर्णन के समर्थन के लिए ऊर्जा, विज्ञान के कार्यालय, पुरस्कार संख्या डे-SC0001011 के तहत मूल ऊर्जा विज्ञान के कार्यालय, अमेरिका विभाग द्वारा वित्त पोषित एक ऊर्जा फ्रंटियर अनुसंधान केंद्र (DPH )।
Materials
| Name of Reagent/ Equipment | Company | Catalog Number |
| Tetrabutylammonium hexafluorophosphate for electrochemical analysis, ≥99.0%, | Sigma-Aldrich | 86879-25G |
| Acetonitrile (Optima LC/MS), Fisher Chemical | Fisher Scientific | A955-4 |
| 3 mm dia. Glassy Carbon Working Electrode | CH Instruments | CH104 |
| Non-Aqueous Ag/Ag+ Reference Electrode w/ porous Teflon Tip | CH Instruments | CHI112 |
| Platinum gauze | Alfa Aesar | AA10282FF |
| Electrode Polishing Kit | CH Instruments | CHI120 |
| Cole-Parmer KAPTON TAPE 1/2IN X 36 YD | Fisher Scientific | NC0099200 |
| Fisherbrand Polypropylene Tubing 4-Way Connectors | Fisher Scientific | 15-315-32B |
| 500mL Bottle, Gas Washing, Tall Form, Coarse Frit | Chemglass | CG-1114-15 |
| 3 compartment H-Cell for electrochemistry | Custom made H-cell with 3 compartments | |
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