3.4.1. Ảnh hƣởng của pH và ion Cr3+ đến hình thái học của PANi
Ảnh SEM của một số mẫu PANi được giới thiệu trong hình 3.32 - 34
Hình 3.32. Ảnh SEM của PANi tổng hợp trong H2SO4 pH = 0; anilin 10ml/l.
Hình 3.33. Ảnh SEM của PANi tổng hợp trong H2SO4 pH = 0; [Cr3+] =
10-4 ; anilin 10ml/l (mẫu M4).
Hình 3.34. Ảnh SEM của PANi tổng hợp hóa học H2SO4 pH = 0, [K2Cr2O7] = 0,5M, ANi 10ml/l.
Với pH = 0, ion Cr3+
làm cho PANi mịn, xốp hơn và kích thước sợi lớn hơn. Phương pháp chế tạo hóa học không có ảnh hưởng rõ nét (hình 3.34).
3.4.2. Ảnh hƣởng của pH và ion Cr3+ đến tính chất nhiệt của PANi
Tính chất nhiệt của PANi được đo trên máy phân tích nhiệt vi sai, (DTA- GTA), kết quả được giới thiệu trong hình 3.35 và hình 3.36.
Hình 3.35. Ảnh nhiệt vi sai PANi tổng hợp trong H2SO4 pH = 0; anilin 10ml/l (mẫu M0).
Hình 3.36. Ảnh nhiệt vi sai PANi tổng hợp trong H2SO4 pH = 0; [Cr3+] = 10-4 ; anilin 10ml/l (mẫu M4).
Từ giản đồ nhiệt vi sai của M0 (hình 3.35) ta thấy:
+ Ở nhiêt độ nhỏ hơn 1000C xảy ra quá trình bay hơi ẩm có thu nhiệt.
+ Ở nhiệt độ 67,310
C có pic chứng tỏ quá trình bốc hơi xảy ra mạnh nhất.
+ Từ 1000C - 2500C khối lượng không đổi. Sau đó khối lượng PNAi giảm
dần cho đến 5000
C và có tỏa nhiệt. Tốc độ cháy cao nhất ở 431,650C. Cuối cùng
sau khi cháy còn 0% chứng tỏ màng PANi nguyên chất, không có oxit kim loại Dựa vào ảnh nhiệt vi sai của M4 (hình 3.36) ta thấy quá trình cháy diễn ra
sớm hơn. Có 1 pic ở nhiệt độ 231,750
C, có thể do có Polime có khối lượng phân tử thấp.
+ Ở nhiệt độ 72,110
C quá trình bốc hơi ẩm xảy ra mạnh nhất và sớm hơn so với M0, chứng tỏ độ ẩm cao hơn so với M0.
+ Ở nhiệt độ 447,050
C phản ứng cháy xảy ra mạnh nhất. Sau khi cháy khối lượng sản phẩm còn lại khoảng 7,5% chứng tỏ PANi không nguyên chất, mà đã có pha tạp, có thể là muối crôm hoặc crôm oxit.
KẾT LUẬN
Trên cơ sở kết quả nghiên cứu ảnh hưởng của pH, nồng độ crôm(III) sunfat đến quá trình polime hóa Ani trong dung dịch axit sunfuric tạo thành PANi bằng phân cực điện hóa tuần hoàn đa chu kì (CV), từ một số tính chất đặc điểm của màng PANi vừa chế tạo, được nghiên cứu bằng các phương pháp phân cực, tổng trở điện hóa, ảnh SEM, nhiệt vi sai, từ kết quả phân tích ảnh hưởng của pH, nồng độ ion crôm đến E pic, mật độ dòng J và điện lượng Q đặc trưng, cho phép chúng tôi rút ra một số kết luận sau:
1. Đã tổng hợp được 8 mẫu polianilin trong điều kiện pH= 0 và 1 với 4 nồng độ
muối crôm (0, 10-4
, 10-3, 10-2), PANi tổng hợp được có dạng màng, bám dính (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
tốt trên điện cực thép không gỉ, có màu xanh đen;
2. Các màng PANi tổng hợp được đều dẫn điện, có thể làm điện cực nghiên cứu
một số quá trình điện hóa;
3. pH có tác động mạnh đến quá trình phân cực tổng hợp và oxi hóa PANi, pH
tăng từ 0 – 2 làm chậm quá trình oxi hóa (Ani và PANi), với pH=2 không tạo được màng PANi trên nền điện cực;
4. Ion crôm làm biến động mạnh pic oxi hóa, làm thay đổi thế năng (Ep) và
động học (mật độ dòng Jp) của quá trình, tuy nhiên sự tác động có nhiều biến thái chưa tuân theo một qui luật nhất định, có sự ảnh hưởng khác biệt rõ rệt đối với quá trình oxi hóa và quá trình khử trong cùng một cặp oxi hóa – khử.
5. pH có ảnh hưởng rất mạnh đến điện trở màng Rf, tăng pH từ 0 lên 1 đã có thể
làm tăng Rf từ cỡ 35Ωcm2
lên hàng chục nghìn Ωcm2, điển hình là trong khoảng thế phân cực 0,3 – 0,6V, tuy nhiên điện dung màng chỉ giảm khoảng
2 lần, từ khoảng 25 μF/cm2
TÀI LIỆU THAM KHẢO Tiếng Việt
1. Đặng Đình Bạch, Lê Xuân Quế và các cộng sự, Tổng hợp và nghiên cứu một số
polime dị vòng bán dẫn, TC khoa học, Trường ĐHSP Hà Nội, số 1/2006, tr..95-98.
2. Đặng Đình Bạch, Phạm Việt Hùng, Nguyễn Thị Hải Vân, Tổng Hợp vànghiên cứu
nanocomposit polipyrol/TiO2 bằng phương pháp hóa học, TC khoa học ĐHSP Hà Nội số 1, 2007, tr.35-38.
3. Đặng Đình Bạch (2000), Hóa học hữu cơ, NXBĐHQG.
4. Đỗ Thị Hải (2001), nghiên cứu nâng cao khả năng bảo vệ kim loại của màng PANi
bằng tạo màng hỗn hợp với PANi điện hóa. Đại Học sư phạm Hà Nội.
5. Dương Quang Huấn (2002), luận văn thạc sĩ, ĐHSP Hà Nội, 2002.
6. Hứa Thị Ngọc Thoan, Dương Quang Huấn, Lê Xuân Quế, ảnh hưởng củaKClO3
đến sự hình thành và oxi hóa polyanilin, TC Hóa học, T.44, (2), 2006, tr.185-189.
7. Dương Quang Huấn (2002), Luận văn thạc sĩ, ĐHSP Hà Nội , 2002.
8. Hữu Huy Luận (2004), Tổng hợp và nghiên cứu polime dẫn, copolime dẫn từ nitril,
thiophen, Đại học sư phạm Hà Nội.
9. Hoàng Thị Ngọc Quyên, Lê Xuân Quế, Đặng Đình Bạch, Nghiên cứu polime hoá
anilin bằng phân cực điện hoá, Tạp chí Hoá học T.42 (1), 2004, Tr.52 – 56.
10. Hứa Thị Ngọc Thoan, Dương Quang Huấn, Lê Xuân Quế, Ảnh hưởng của KClO3
đến sự hình thành và oxi hoá polyanilin, TC Hoá học, Td.44 (2), 2006, Tr.185 – 189.
11. Lê Huy Bắc, Hoá học hữu cơ (1984), Ứng dụng một số phương pháp phổ nghiên (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
12. Lê Xuân Quế, Trần Kim Oanh, Nguyễn Hữu Tình,Phạm Đình Đạo, Đỗ Trà Hương,
Phạm Huy Quỳnh, Vũ Hùng Sinh, Đặng Ứng Vân, Polyme hoá điện hoá anilin
trong môi trường axit, Tuyển tập Hội thảo Vật liệu Polime và Compozit, Hà Nội, 3/2001, Tr.182 – 186.
13. Nguyễn Hữu Đĩnh, Trần Thị Đà (1999), Ứng dụng một số phương pháp phổ nghiên
cứu cấu trúc phân tử, NXBGD.
14. Nguyễn Minh Thảo (1998), Hoá học các hợp chất dị vòng, Đại học khoa học tự
nhiên Hà Nội.
15. Nguyễn Thị Hải Vân (2006), Ảnh hưởng của TiO2 đến quá trình tổng hợp điện hoá
PANi, ĐHSP Hà Nội.
16. Nguyễn Thị Hải Vân (2006), Luận văn thạc sĩ, Đại học SP Hà Nội.
17. Phạm Đình Đạo, Trần Kim Oanh, Lê Xuân Quế, Kết tủa điện hoá polyanilin trong
axit sunphuric, Tạp chí Khoa học công nghệ, Tập XXXVIII – 2003 – 3B, Tr.87 – 91.
18. Trần Kim Oanh (2000),Luận văn thạc sĩ, Đại học SP Thái Nguyên
Tiếng Anh
19. General Purpose Electrochemical System (GPES) 4.9 for Windows, Eco Chemie
B.V. Utrecht, The Netherlands, (AUTOLAB PGSTAT 30, Manuel), 2004.
20. Handbook of Organic Conductive Molecules and Polymers, V. 3, Wiley, NY, 1997,
p428
21. J.L. Camalet, J.C. Lacroix, S. Aeiyach, P.C. Lacaze, J. Electroanal. Chem. 445 (1998) 117
22. K. Gurunathan, D.C. Trivedi, Mater. Lett. 45 (2000) 262.
23. K. Gurunathan, D.P. Amalnerkar, D.C. Trivedi, Materials Letters 4040 (2002) 702
25. K. Rajendra Prasad, N. Munichandraiah, Synth. Met. 126 (2002) 61.
26. K. Rajendra Prasad, N. Munichandraiah, Synthetic Metals 130 (2002).
27. K.Rajendra Prasad, N.Munichandraiah, SyntheticMetals 123, (2001) pp.459-468
28. L.G. Anne Hugot, in: H.S. Nalwa (Ed.), Handbook of Organic Conductive
Molecules and Polymers, Vol. 3, Wiley, New York, 1997
29. M. C. Pham, Current Topics in Electrochemistry 2, (1993 10– 129
30. Malinauskas, Synth. Met. 107 (1999) 75.
31. W. DeBerry, J. Electrochem. Soc., Electrochem. Sci. and Techn., 132 (1985) 1022
32. Wessling, Advanced Materials 6, 226 (1994 (adsbygoogle = window.adsbygoogle || []).push({});
33. Z. Mandic, L. Duic, J. Electroanal. Chem. 403 (1996) 133.
34. Ali Olad and Reza Nabavi, Application of polyaniline for the reduction of toxic Cr(VI) in water, Journal of Hazardous Materials 147 (2007) 845–851
10l dung dịch chứa 100ppm Cr6+
cần 10g PANi EB
35. Ali Olad and Reza Nabavi, Application of polyaniline for the reduction of toxic Cr(VI) in water, Journal of Hazardous Materials 147 (2007) 845–851s
36. S I N EAD T. F A R R E L L A N D CARMEL B. BRESLIN, Reduction of Cr(VI) at a Polyaniline Film, Environ. Sci. Technol. 2004, 38, 4671-4676