Photoelectrochemical properties of polyaniline films

Kalaji, M.; Nyholm, Leif; Peter, Laurence M.; Rudge, Andy

doi:10.1016/0022-0728(91)85255-n

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“…5a) with a direct optical bandgap of 2.90 eV (Fig. 79 In other words, the behavior of pristine polyheptazine can be best understood as that of a ''low-bandgap insulator'', or of a ''widebandgap intrinsic semiconductor'' with very low charge mobility, whereby its Fermi level is in the middle of the bandgap and coincides with the photocurrent switching potential (+0.25 V vs. NHE). In order to further probe the electronic properties of polyheptazine, cyclic voltammetry was employed (Fig.…”

Section: Optical and Photoelectrochemical Propertiesmentioning

confidence: 99%

Visible-light photocurrent response of TiO2–polyheptazine hybrids: evidence for interfacial charge-transfer absorption

Bledowski

Wang

Ramakrishnan

et al. 2011

Phys. Chem. Chem. Phys.

170

129

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We investigated photoelectrodes based on TiO(2)-polyheptazine hybrid materials. Since both TiO(2) and polyheptazine are extremely chemically stable, these materials are highly promising candidates for fabrication of photoanodes for water photooxidation. The properties of the hybrids were experimentally determined by a careful analysis of optical absorption spectra, luminescence properties and photoelectrochemical measurements, and corroborated by quantum chemical calculations. We provide for the first time clear experimental evidence for the formation of an interfacial charge-transfer complex between polyheptazine (donor) and TiO(2) (acceptor), which is responsible for a significant red shift of absorption and photocurrent response of the hybrid as compared to both of the single components. The direct optical charge transfer from the HOMO of polyheptazine to the conduction band edge of TiO(2) gives rise to an absorption band centered at 2.3 eV (540 nm). The estimated potential of photogenerated holes (+1.7 V vs. NHE, pH 7) allows for photooxidation of water (+0.82 V vs. NHE, pH 7) as evidenced by visible light-driven (λ > 420 nm) evolution of dioxygen on hybrid electrodes modified with IrO(2) nanoparticles as a co-catalyst. The quantum-chemical simulations demonstrate that the TiO(2)-polyheptazine interface is a complex and flexible system energetically favorable for proton-transfer processes required for water oxidation. Apart from water splitting, this type of hybrid materials may also find further applications in a broader research area of solar energy conversion and photo-responsive devices.

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Section: Optical and Photoelectrochemical Propertiesmentioning

confidence: 99%

Visible-light photocurrent response of TiO2–polyheptazine hybrids: evidence for interfacial charge-transfer absorption

Bledowski

Wang

Ramakrishnan

et al. 2011

Phys. Chem. Chem. Phys.

170

129

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“…O comportamento fotoeletroquímico do nanocompósito PAni/SnP-C foi investigado e observou-se fotocorrente anódica ou catódica, dependendo da diferença de potencial aplicada (Figura 13) 152 . A fotocorrente obtida a partir deste compósito é comparável a valores descritos na literatura para filmes contendo somente polímeros condutores [153][154][155][156] . Assim, os valores determinados foram bastante satisfatórios considerando-se que a concentração de polímero intercalado (material fotoativo) não ultrapassa os 4% em massa.…”

Section: Matrizes Hospedeiras Bidimensionaisunclassified

Síntese de polímeros condutores em matrizes sólidas hospedeiras

Maia¹,

Paoli²,

Alves³

et al. 2000

Quím. Nova

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Recebido em 7/12/98; aceito em 8/6/99 CONDUCTIVE POLYMER SYNTHESIS IN SOLID HOST MATRICES. This review discusses the methods used to prepare conductive polymers in confined environments. This spatial restriction causes formation of defect-free polymer chains in the interlayer as porous cavities of inorganic hosts. The properties of the different composites obtained are a synergist combination of the characteristics of the inorganic host and the polymer. This opens new perspectives for the preparation of these materials and widens its potential applications.Keywords: conductive polymers; inorganic matrices; composites. REVISÃO INTRODUÇÃOUm histórico sobre tecnologia de polímeros evidenciaria, sem dúvida alguma, que uma das propriedades mais importantes destes materiais sintéticos é a capacidade de comportar-se como excelentes isolantes elétricos, tanto para altas freqüências quanto para voltagens. No entanto, nos últimos anos uma nova classe de polímeros orgânicos tem sido desenvolvida, cuja importância está relacionada à possibilidade de conduzir eletricidade 1 . Os membros desta nova classe de materiais, chamados de "metais sintéticos", possuem uma característica em comum: longos sistemas π conjugados, ou seja, uma alternância de ligações simples e duplas ao longo da cadeia. O interesse evidente é combinar em um mesmo material as propriedades elétricas de um semicondutor ou metal com as vantagens de um polímero.Desde a década de 60, é conhecido que moléculas orgânicas que apresentam duplas ligações conjugadas podem exibir propriedades semicondutoras. O desenvolvimento inicial foi inibido pelo fato que as cadeias rígidas, em uma estrutura conjugada, também produzem uma intratabilidade extrema, tal que a maioria dos primeiros exemplos de polímeros condutores eram infusíveis, insolúveis e, portanto, de pouco valor tecnológico. No começo dos anos 70 Shirakawa e Ikeda 2,3 demonstraram a possibilidade de preparar filmes auto-suportados de poliacetileno pela polimerização direta do acetileno. O polímero produzido apresentou propriedades semicondutoras que atraiu pouco interesse até 1977, quando MacDiarmid e cols.4 descobriram que, tratando o poliacetileno com ácido ou base de Lewis, era possí-vel aumentar a condutividade em até 13 ordens de grandeza. Este processo envolve a remoção ou adição de elétrons da cadeia polimérica, sendo denominado "dopagem". O termo dopagem é utilizado em analogia com os semicondutores inorgânicos cristalinos, sugerindo semelhanças com os polímeros intrinsecamente condutores (PICs). Em ambos os casos a dopagem é aleatória e não altera a estrutura do material. No entanto, na dopagem de um polímero as impurezas não são introduzidas nas cadeias, mas sim nas suas "vizinhanças". A interação impureza-cadeia gera deformações e "defeitos carregados" localizados, responsáveis pelo aumento na condutividade 5 . Outra diferença significativa está na quantidade de dopante utilizada. Enquanto os semicondutores apresentam "impurezas" que atuam como dopantes, da ordem de ppm, os PICs chegam a ter 50% em ma...

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“…Kormányos Ph.D. Dissertation 11 irradiation. Since then a few studies were published on this topic [47][48][49][50][51][52][53][54], and the PEC behavior was also studied for PPy [46,55], poly(3-methyltiophene) [56][57][58], substituted PANIs [47], and for poly(benzimidazobenzophenantroline) [59].…”

Section: Literature Backgroundmentioning

confidence: 99%

“…Judging by the number of articles published on the PEC behavior of PANI, it can be concluded that this is the most widely studied CP in this vein. Unfortunately there are many controversies in the literature, concerning i) the origin of the photocurrent [50][51][52], ii) the mechanism of photodegradation [52,68], iii) the potential window where PANI is photoelectroactive [49,50,52,[54][55][56]. Therefore, some of their conclusions have to be handled with caution.…”

Section: Literature Backgroundmentioning

confidence: 99%

“…A transient photoresponse can be divided in two parts: i) a fast increase, where the maximum photocurrent evolves, and ii) a slower decaying section, where the photocurrent decreases up to point where it reaches its steady-state value. The first part is related to the hole-transport through the electrode assembly, while the second one can be correlated to the surface recombination process [50].…”

Section: Fast Current Transient Measurementsmentioning

confidence: 99%

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Photoelectrochemistry of conducting polymer-based nanohybrid electrodes

Kormányos¹

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Photoelectrochemical properties of polyaniline films

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