Особенности электронной структуры и химических связей в композитах на основе полианилина, полученных бескислотным синтезом

Аннотация

Композиты на основе полианилина и CuCl₂·2H₂O/ZrOCl₂·8H₂O, в качестве модифицирующих добавок получены методом химической полимеризации без добавления кислоты. Особенности электронной структуры и химических связей образцов исследованы методами ИК спектроскопии и спектроскопии рентгеновского поглощения. Микроструктура поверхности композитов исследовалась методом сканирующей электронной микроскопии. Полианилин в состав композитов входит в частично окисленной форме, степень окисления полимера зависит от типа модифицирующей добавки. Добавление CuCl₂·2H₂O/ZrOCl₂·8H₂O в процессе синтеза увеличивает электропроводность образцов

ЛИТЕРАТУРА
1. Ćirić-Marjanović G. Recent advances in polyaniline research: Polymerization mechanisms,
structural aspects, properties and applications // Synthetic Metals, 2013, v. 177, pp. 1-47. DOI: https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2013.06.004
2. Боева Ж. А., Сергеев В. Г. Полианилин: синтез, свойства и применение // Высокомолекулярные
соединения. Серия С, 2014, т. 56(1), с. 153–164. DOI: https://doi.org/10.7868/S2308114714010038
3. Benabdellah A., Ilikti H., Belarbi H., Fettouhi B., Ait Amer A., Hatti M. Effects of the synthesis temperature
on electrical properties of polyaniline and their electrochemical characteristics onto silver ca vity
microelectrode Ag/C-EM // Int. J. Electrochem. Sci., 2011, v. 6, pp.1747 – 1759.
4. Kelly F. M., Meunier L., Cochrane C., Koncar V. Polyaniline application as solid state electrochromic
in a fl exible textile display // Displays, 2013, v. 34 (1),pp. 1–7. DOI: https://doi.org/10.1016/j.displa.2012.10.001
5. Lobotka P., Kunzo P., Kovacova E., Vavra I., Krizanova Z., Smatko V., Stejskal J., Konyushenko E. N.,
Omastova M., Spitalsky Z., Micusik M., Krup I. Thin polyaniline and polyaniline/carbon nanocomposite
fi lms for gas sensing // Thin Solid Films, v. 519 (12, 1), pp. 4123–4127. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tsf.2011.01.177
6. Wang H., Linc J., Shen Z.X. Polyaniline (PANi) based electrode materials for energy storage and conversion
// Journal of Science: Advanced Materials and Devices, 2016, v. 1 (3), pp. 225–255. DOI: https://doi.org/10.1016/j.jsamd.2016.08.001
7. Иванова Н. М., Соболева Е. А., Висурханова Я. А., Кирилюс И. В. Электрокаталитическая
активность полианилин-медных композитов в электрогидрировании p-нитроанилина // Электрохимия, 2015, т. 51 (2), с. 197–204. DOI: https://doi.org/10.7868/S042485701502005X
8. Матнишян А. А., Ахназарян Т. Л., Абагян Г. В., Бадалян Г. Р., Петросян С. И., Кравцова В. Д. Синтез
и исследование нанокомпозитов полианилина с окислами металлов // ФТТ, 2011, т. 53 (8), с. 1640–
1 6 4 4 . D O I : https://doi.org/10.1134/S1063783411080178
9. Zhu Y., He H., Wan M., Jiang L. Rose-like microstructures of polyaniline by using a simplifi ed tem-plate-free method under a high relative humidity // Macromol. Rapid Commun., 2008, v. 29 (21), pp. 1705–1710. DOI: https://doi.org/10.1002/marc.200800294
10. Konyushenko E.N., Stejskal J., Šeděnková I., Trchová M., Sapurina I., Cieslar M., Prokeš J. Polyaniline
nanotubes: conditions of formation // Polym. Int, 2006, v. 55, pp. 31–39. DOI: https://doi.org/10.1002/pi.1899
11. Trchová M., Šeděnková I., Konyushenko E. N., Stejskal J., Holler P., Ćirić-Marjanović G. Evolution of
polyaniline nanotubes: The oxidation of aniline in water // J. Phys. Chem. B, 2006, v. 110(19), pp. 9461–9468. DOI: https://doi.org/10.1021/jp057528g
12. Bhadra S., Khastgir D. Extrinsic and intrinsic structural change during heat treatment of polyaniline
// Polymer Degradation and Stability, 2008, v. 93 (6), pp. 1094–1099. DOI: https://doi.org/10.1016/j.polymdegradstab.2008.03.013
13. Yalovega G. E., Myasoedova T. N., Shmatko V. A., Brzhezinskaya M. M., Popov Y. V. Infl uence
of Cu/Sn mixture on the shape and structure of crystallites in copper-containing fi lms: Morphological and
X-ray spectroscopy studies // Applied Surface Science, 2016, v. 372, pp. 93–99. DOI: https://doi.org/10.1016/j.apsusc.2016.02.245
14. Domashevskaya E. P., Hadia N. M. A., Ryabtsev S. V., Seredin P. V. Structure and photoluminescence
properties of SnO2 nanowires synthesized from SnO powder // Kondensirovannye sredy i mezhfaznye
granitsy [Condensed Matter and Interphases], 2009,
v. 11(1), С. 5–9
15. Baibarac M., Baltog I., Lefrant S., Mevellec J. Y., Chauvet O. Polyaniline and carbon nanotubes based
composites containing whole units and fragments of nanotubes // Chem. Mater., 2003, v. 15, pp. 4149–4156.
DOI: https://doi.org/10.1021/cm021287x
16. Окотруб А. В., Асанов И. П., Галкин П. С., Булушева Л. Г., Чехова Г. Н., Куреня А. Г., Шубин Ю. В.
Композиты на основе полианилина и ориентированных углеродных нанотрубок // Высокомолекулярные соединения Серия Б, 2010, т. 52 (2), с. 351–359.
17. Wang S., Tan Z., Li Y., Suna L., Zhang T. Synthesis, characterization and thermal analysis of
polyaniline/ZrO2 composites // Thermochimica Acta, 2006, v. 441, pp. 191–194. DOI: https://doi.org/10.1016/j.tca.2005.05.020
18. Ullah R., Bowmaker G.A., Laslau C., Waterhouse G. I. N., Zujovic Z. D., Ali K., Shah A.-U.-H. A.,
Travas-Sejdic J. Synthesis of polyaniline by using CuCl₂ as oxidizing agent // Synthetic Metals, 2014, v. 198,
pp. 203–211. DOI: https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2014.10.005
19. Izumi C. M., Constantino V. R., Temperini M. L. Spectroscopic characterization of polyaniline formed
by using copper(II) in homogeneous and MCM-41 molecular sieve media // J. Phys. Chem. B, 2005, v. 109,
pp. 22131–22140. DOI: https://doi.org/10.1021/jp051630w
20. Magnuson M., Guo J.-H., Butorin S.M., Agui A., Sеthe C., Nordgren J. The electronic structure of polyaniline
and doped phases studied by soft x-ray absorption and emission spectroscopies // J. Chem. Phys.,
1999, v. 111, pp. 4756–4761. DOI: https://doi.org/10.1063/1.479238
21. Домашевская Э. П., Cторожилов С.А., Турищев С. Ю., Кашкаров В. М., Терехов В. А., Стогней О. В., Калинин Ю. Е., Ситников А. В., Молодцов С. Л. XANES- И USXES-исследования межатомн ы х в з а и м од е й ст в и й в н а н о ко м п о з и т а х (Co₄₁Fe₃₉B₂₀)x(SiO₂)_1–x // ФТТ, 2008, т. 50 (1), с. 135–141.
22. Gaur A., Klysubun W., Sonic B., Shrivastav D., Prasad J., Srivastava K. Identifi cation of different coordination
geometries by XAFS in copper(II) complexes with trimesic acid // Journal of Molecular Structure,
2016, v. 1121, pp. 119–127. DOI: https://doi.org/10.1016/j.molstruc.2016.05.066
23. Fulton J. L., Hoffmann M. M., Darab J. G., Palmer B. J. Copper(I) and сopper(II) сoordination
structure under hydrothermal conditions at 325 °C: an X-ray absorption fine structure and molecular
dynamics study // J. Phys. Chem. A., 2000, v. 104, pp. 11651–11663. DOI: https://doi.org/10.1021/jp001949a
24. Porto A. O., Pernaut J. M., Daniel H., Schilling P. J., Martins M. C. Alves X-ray absorption spectroscopy
of iron-doped conducting polymers // Synthetic Metals, 1999, v. 104, pp. 89–94. DOI: https://doi.org/10.1016/S0379-6779(99)00025-9
25. Zhang Y., Addison O., Gostin P. F., Morrell A., Cook A. J. M. C., Liens A., Wu J., Ignatyev K., Stoica M.,
Davenport A. In-situ synchrotron X-ray characterization of corrosion products in Zr artifi cial pits in simulated
physiological solutions // J. Electrochem. Soc, 2017, v. 164(14), pp. 1003–1012. DOI: https://doi.org/10.1149/2.0671714jes