В статье рассмотрена возможность модифицирования полипиррола анионным комплексом вольфрамовой гетерополикислоты типа Доусона, имеющей химическую формулу H[PWO], и дальнейшего использования модифицированного полипиррола для создания на его основе сенсора на газообразный водород. Фосфорновольфрамовая кислота типа Доусона была синтезирована по методу Дрекселя и выделена эфиратной экстракцией. Анализ свойств гетерополикислоты и модифицированного гетерополикислотой полипиррола был осуществлен методами амперометрии и РФС, а также фотохимически. Модифицирование полипиррола гетерополианионом 2-18 ряда было проведено электрохимическим методом. Была оценена возможность использования такого газового сенсора для анализа газообразного водорода в большом интервале концентраций (от десятых единиц ppm, до объемных процентов). Было также частично определено влияние таких климатических факторов, как влажность и температура, и была оценена перекрестная чувствительность на ряд не измеряемых компонентов. This article discusses material on electrochemistry and the application of polypyrrole, which belongs to the class of «conductive polymers». The possibility of its modification by the anionic complex of a phospho tungsto-vanadic acid of the Dawson type, with the chemical formula H[PWO], and further use of the modified polypyrrole to create a hydrogen gas sensor based on it, is considered. Phospho tungsto-vanadic heteropoly acid of the Dawson type was synthesized with the known method [1, p. 180-181], and isolated by ether extraction. The analysis of properties, heteropoly acid content, and polypyrrole modified with a heteropoly acid was carried out by amperometry and XPS methods, as well as photochemically. Modification of polypyrrole heteropolyanion of 2-18 type was carried out by the electrochemical method. The presence of the heteropoly anion in the structure of the heteropoly acid-modified polypyrrole film during the repeated washing with water indicates the formation of a chemical bond between the anion of the heteropoly acid and the chain of the conductive polymer, which was also indirectly confirmed by amperometry and element analysis, as well as a positive test result of testing the sensitivity of the gas cell to hydrogen made on the basis of obtained modified polypyrrole. The possibility of using such the gas sensor to measure hydrogen in a wide range of concentrations (from tenths of ppm to volume percent) was evaluated. The influence of ambient factors such as humidity and temperature was also partially determined, and cross sensitivity to a number of unmeasured components was evaluated.
Молекулу N,N-дифенилциклогекса-2,5-диен-1,4-диимина можно рассматривать как структурный фрагмент макромолекулы полианилина в окисленном состоянии. Сравнительный расчѐт структуры этой молекулы проведѐн методами молекулярной механики, полуэмпирической квантовой механики и ab initio (HF и DFT). При расчѐте методом DFT использованы функционалы ωB97X-D3, ωB97M-V, ωPBE-D3, M11, M06HF-D3, BLYP-D3, M05-2X-D3, M06-D3, M06-2X-D3, PW6B95-D3, TPSSh, PBE-D3(BJ), B97-D3(BJ), B3LYP-D3, PBE0-D3, TPSS и базис 6-31G**++. Показано, что все методы хорошо воспроизводят значения длин связей и валентных углов. Однако, значения торсионных углов, близкие к экспериментальным, обеспечивает применение метода DFT и функционалов PBE-D3(BJ), B97-D3(BJ), B3LYP-D3, PBE0-D3, TPSS. Лучшее соответствие результатов расчѐта экспериментальным данным обеспечивает использование функционала B97-D3(BJ). The N,N-diphenylcyclohexa-2,5-diene-1,4-diimine molecule can be considered as a structural fragment of the polyaniline macromolecule in the oxidized state. A comparative calculation of the structure of this molecule was carried out using the methods of molecular mechanics, semi-empirical quantum mechanics and ab initio (HF and DFT). When calculating by the DFT method, the functionals ωB97X-D3, ωB97M-V, ωPBE-D3, M11, M06HF-D3, BLYP-D3, M05-2X-D3, M06-D3, M06-2X-D3, PW6B95-D3, TPSSh, PBE-D3(BJ), B97-D3(BJ), B3LYP-D3, PBE0-D3, TPSS and basis 631G**++ were used. It is shown that all methods reproduce well the values of bond lengths and bond angles. However, the values of torsion angles close to the experimental ones are ensured by the use of the DFT method and the functionals PBE-D3(BJ), B97-D3(BJ), B3LYP-D3, PBE0-D3, TPSS. The best correspondence between the calculation results and experimental data is ensured by the use of the B97-D3(BJ) functional.
No abstract
Установлено, что плёнки полупроводниковых полимеров поли-о-толуидина и поли-а-нафтиламина, синтезированные на платиновых подложках, способны обратимо изменять свои геометрические размеры в процессе электрохимического окисления-восстановления (электромеханический эффект). Показано, что в растворах органических кислот электромеханический эффект проявляется более сильно, чем в среде неорганических. Увеличение рН раствора от 1 до 3 приводит к ослаблению электромеханического эффекта и полному его исчезновению при рН более 4. It was found that films of semiconductor polymers poly-o-toluidine and poly-a-naphthylamine, synthesized on platinum substrates, are capable of reversibly changing their geometric dimensions during the electrochemical oxidation-reduction (electromechanical effect). It is shown that in solutions of organic acids the electromechanical effect is manifested more strongly than in an inorganic medium. An increase in the pH of the solution from 1 to 3 leads to a weakening of the electromechanical effect and its complete disappearance at a pH of more than 4.
The influence of the pH of the medium on the actuator properties of a polyaniline film deposited on an electroconductive substrate is studied. The maximum amplitude of the actuator displacement is observed at pH 0-2.5. This is the effect of hysteresis, which consists in the fact that the mechanical displace ment of the actuator during the anodic polarization of the substrate occurs quickly, while, during the cathodic polarization, it is slower. On the basis of the performed investigations, a design for an electrochemical volt meter with direct reading and a memory effect is elaborated.
scite is a Brooklyn-based organization that helps researchers better discover and understand research articles through Smart Citations–citations that display the context of the citation and describe whether the article provides supporting or contrasting evidence. scite is used by students and researchers from around the world and is funded in part by the National Science Foundation and the National Institute on Drug Abuse of the National Institutes of Health.
hi@scite.ai
10624 S. Eastern Ave., Ste. A-614
Henderson, NV 89052, USA
Copyright © 2024 scite LLC. All rights reserved.
Made with 💙 for researchers
Part of the Research Solutions Family.