• 聚吡咯

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    聚吡咯

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    乙炔(PPy)是由吡咯經氧化聚合得到的有機聚合物。 它是一種固體分子式為 H(C4H2NH)nH。 它是一種本征導電聚合物,用于電子光學生物和醫學領域。

    歷史

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    1919 年,Angeli 和 Pieroni 報道了 PPy 的一些首批實例,他們報道了從吡咯溴化鎂中形成吡咯黑。 從那時起,吡咯氧化反應得到了研究并在科學文獻中有所報道。

    Alan J. Heeger、Alan G. MacDiarmid 和 Hideki Shirakawa 因在聚吡咯聚噻吩聚苯胺和聚乙炔等導電聚合物方面的工作而獲得 2000 年諾貝爾化學獎。

    綜合

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    可以使用不同的方法來合成 PPy,但最常見的是電化學合成和化學氧化。

    吡咯的化學氧化:

    n C4H4NH + 2n FeCl3 → (C4H2NH)n + 2n FeCl2 + 2n HCl

    該過程被認為是通過形成π-自由基離子 C4H4NH+ 發生的。 這種親電子試劑攻擊未氧化的吡咯分子的 C-2 碳,生成二聚陽離子 [(C4H4NH)2]++。 該過程會重復多次。

    導電形式的 PPy 是通過聚合物的氧化(p 摻雜)制備的:

    (C4H2NH)n + 0.2 X → [(C4H2NH)nX0.2]

    聚合和p摻雜也可以電化學方式進行。 將所得導電聚合物從陽極剝離。 循環伏安法和計時庫侖法可用于聚吡咯的電化學合成。

    屬性

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    PPy 薄膜黃色,但在空氣中由于某些氧化而變暗。 根據聚合度和薄膜厚度,摻雜薄膜呈藍色黑色。 它們是無定形的,僅表現出微弱的衍射。 PPy 被描述為準一維與一維,因為存在一些交聯和跳鏈。 未摻雜和摻雜的薄膜不溶于溶劑但可溶脹。 摻雜使材料變脆。 它們在高達 150°C 的空氣中穩定,在該溫度下摻雜劑開始演化(例如,作為 HCl)。

    PPy 是絕緣體,但其氧化衍生物是良好的電導體。 材料的電導率取決于氧化中使用的條件和試劑。 電導率范圍為 2 至 100 S/cm。 較高的電導率與較大的陰離子有關,例如甲苯磺酸鹽。 摻雜聚合物需要材料膨脹以容納電荷補償陰離子。 與這種充電和放電相關的物理變化已作為人造肌肉的一種形式進行了討論。 聚吡咯薄膜的表面呈現分形特性,通過它們的離子擴散顯示出反常的擴散模式。

    應用

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    PPy 和相關的導電聚合物在電子設備以及化學傳感器和電化學應用中有兩個主要應用。

    研究趨勢

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    PPy 是一種潛在的藥物遞送載體。 聚合物基質充當蛋白質容器

    聚乙炔已被研究作為燃料電池催化劑載體和敏化陰極電催化劑。

    與聚苯胺、聚乙二氧噻吩等其他共軛聚合物一起,聚吡咯被研究用作人造肌肉的材料,該技術相對于傳統電機驅動元件具有優勢。

    聚吡咯

    聚合咯用于涂覆二氧化硅和反相二氧化硅以產生能夠進行陰離子交換并表現出疏水相互作用的材料。

    聚攏咯被用于多壁碳納米管的微波制造,這是一種快速生長 CNT 的方法。

    涂有一層薄薄的聚吡咯的防水聚氨酯海綿吸收的油是其重量的 20 倍,并且可以重復使用。

    濕紡聚吡咯纖維可以制備化學聚合吡咯和DEHS作為摻雜劑。

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    詞條目錄
    1. 聚吡咯
    2. 歷史
    3. 綜合
    4. 屬性
    5. 應用
    6. 研究趨勢

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