Архів / Том LXXV 2024

Ярослав КОВАЛИШИН, Вікторія ЛОВЧИЦЬКА, Марія БОРНЯК, Олександр РЕШЕТНЯК

Львівський національний університет імені Івана Франка, вул. Кирила і Мефодія, 6, 79005 Львів, Україна
e-mail: yaroslav.kovalyshyn@lnu.edu.ua

DOI: https://doi.org/10.37827/ntsh.chem.2024.75.117

СИНТЕЗ КОМПОЗИТІВ ПОЛІПІРОЛ – КАРБОНОВІ НАНОТРУБКИ МЕТОДОМ ЦИКЛІЧНОЇ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРІЇ

Виконано синтез композитів поліпірол (PPy) – карбонові нанотрубки (CNT) методом циклічної вольтамперометрії з водних розчинів за різних співвідношень між компонентами за кімнатної температури. Досліджено вплив складу реакційної суміші та швидкості розгортання потенціалу на значення потенціалів і струмів піків окиснення PPy. Найбільшу кількість електрохімічно активного продукту отримуємо за низьких швидкостей розгортання потенціалу та вмісту CNT більше 5 %. За нижчих вмістів CNT їхня кількість є недостатньою для забезпечення участі в процесі глибших шарів покриття. Зі збільшенням швидкості розгортання потен¬ціалу для розчинів з вмістом CNT 0−2 % простежується збільшення струмів окиснення PPy, а для вищих вмістів CNT спостерігаються нерегулярні зміни або й зменшення струму.

Ключові слова: поліпірол, карбонові нанотрубки, циклічна вольтамперометрія.

Література:

1. Nowicka A. M., Fau M., Rapecki T., Donten M. Polypyrrole-Au Nanoparticles Composite as Suitable Platform for DNA Biosensor with Electrochemical Impedance Spectroscopy Detection. Electrochim. Acta. 2014. Vol. 140. P. 65–71. (https://doi.org/10.1016/j.electacta.2014.03.187).
2. Kumar R., Senthamaraikannan P., Saravanakumar S.S. et al. 8 – Electroactive polymer composites and applications, In: Bouhfid R., Abou el Kacem Qaiss, Jawaid M. Polymer Nanocomposite-Based Smart Materials. Woodhead Publishing Series in Composites Science and Engineering, 2020. P. 149–156. (https://doi.org/10.1016/B978-0-08-103013-4.00008-X).
3. Raza S., Li X., Soyekwo F. et al. A comprehensive overview of common conducting polymer-based nanocomposites; Recent advances in design and applications. Europ. Polymer J. 2021. Vol. 160. P. 110773. (https://doi.org/10.1016/j.eurpolymj.2021.110773).
4. Youssef G. Chapter 8 – Electroactive polymers. In: Youssef G. Applied Mechanics of Polymers Properties, Processing, and Behavior Elsevier. USA: San Diego State University, 2022. P. 193–220. (https://doi.org/10.1016/B978-0-12-821078-9.00010-7).
5. Charles L. B., João V. S., Rodrigo V. G. et al. A Review on Carbon Nanotubes Family of Nanomaterials and Their Health Field. Charles. ACS Omega. 2024. Vol. 9(8). P. 8687–8708. (https://doi.org/10.1021/acsomega.3c08824).
6. Anzar N., Hasan R., Tyagi M. et al. Carbon nanotube - A review on Synthesis, Properties and plethora of applications in the field of biomedical science. Sensors International. 2020. Vol. 1. P. 100003. (https://doi.org/10.1016/j.sintl.2020.100003).
7. Rahaman M., Aldalbahi A. Chemical and Electrochemical Synthesis of Polypyrrole Using Carrageenan as a Dopant: Polypyrrole/Multi-Walled Carbon Nanotube Nanocomposites. Polymers. 2018. Vol. 10(6). P. 632. (https://doi.org/10.3390/polym10060632).
8. Zou H., Feng Ya., Tang X. et al. Interfacial thermal conduction mechanism of polypyrrole/carbon nanotube composites. Compos. Sci. Technol. 2024. Vol. 245. P. 110346. (https://doi.org/10.1016/j.compscitech.2023.110346).
9. Yang L., Li M., Zhang Y. et al. Synthesis and characterization of polypyrrole nanotubes/multi-walled carbon nanotubes composites with superior electrochemical performance. J. Mater. Sci: Mater. Electron. 2014. Vol. 25. P. 1047–1052. (https://doi.org/10.1007/s10854-013-1685-1).
10. Wang J., Cai K., Shen S., Yin J. Preparation and thermoelectric properties of multi-walled carbon nanotubes/polypyrrole composites. Synth. Met. 2014. Vol. 195. P. 132–136. (https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2014.06.003).
11. Hermas A. A., Al-Juaid S. S., Al-Thabaiti S. A. et al. In situ electropolymerization of conducting polypyrrole/carbon nanotubes composites on stainless steel: Role of carbon nanotubes types. Prog. Org. Coat. 2012. Vol. 75(4). P. 404–410. (https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2012.07.006).
12. Karim M. R., Lee C. J., Chowdhury A. M. S. et al. Radiolytic synthesis of conducting polypyrrole/carbon nanotube composites. Mat. Lett. 2007. Vol. 61(8–9). P. 1688–1692. (https://doi.org/10.1016/j.matlet.2006.07.100).
13. Lee Y.-K., Lee K.-J., Kim D.-S. et al. Polypyrrole-carbon nanotube composite films synthesized through gas-phase polymerization. Synth. Met. 2010. Vol. 160(7–8). P. 814–818. (https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2010.01.028).
14. Jyothibasu J. P., Kuo D. W. & Lee R. H. Flexible and freestanding electrodes based on polypyrrole/carbon nanotube/cellulose composites for supercapacitor application. Cellulose. 2019. Vol. 26. P. 4495–4513. (https://doi.org/10.1007/s10570-019-02376-2).
15. Zou Y., Xiang C., Yang L., Sun L.-X. et al. A mediatorless microbial fuel cell using polypyrrole coated carbon nanotubes composite as anode material. Int. J. Hydrogen Energy. 2008. Vol. 33(18). P. 4856–4862. (https://doi.org/10.1016/j.ijhydene.2008.06.061).
16. Huang S., Wang X., Hu R. et al. Polypyrrole-S-coated MWCNT composites as cathode materials for lithium-sulfur batteries. Ionics. 2020. Vol. 26. P. 5455–5462. (https://doi.org/10.1007/s11581-020-03736-w).
17. Huyen D.N., Tun N.T., Vinh T.D., Thien N.D. Synergistic Effects in the Gas Sensitivity of Polypyrrole/Single Wall Carbon Nanotube Composites. Sensors. 2012. Vol. 12. P. 7965–7974. (https://doi.org/10.3390/s120607965).
18. Tu X., Xie Q., Jiang S., Yao S. Electrochemical quartz crystal impedance study on the overoxidation of polypyrrole–carbon nanotubes composite film for amperometric detection of dopamine. Biosens. Bioelectron. 2007. Vol. 22(12). P. 2819–2826. (https://doi.org/10.1016/j.bios.2006.11.022).
19. Zhang K., Chen X., Gao X. et al. Preparation and microwave absorption properties of carbon nanotubes/iron oxide/polypyrrole/carbon composites. Synth. Met. 2020. Vol. 260. P. 116282. (https://doi.org/10.1016/j.synthmet.2019.116282).
20. Yang R.-B., Reddy P. M., Chang C.-J. et al. Synthesis and characterization of Fe3O4/polypyrrole/carbon nanotube composites with tunable microwave absorption properties: Role of carbon nanotube and polypyrrole content. Chem. Eng. J. 2016. Vol. 285. P. 497–507. (https://doi.org/10.1016/j.cej.2015.10.031).
21. Cai Y., Wang Y., Han X. et al. Optimization on electrode assemblies based on ion-doped polypyrrole/carbon nanotube composite in capacitive deionization process. J. Electroanal. Chem. 2016. Vol. 768. P. 72–80. (https://doi.org/10.1016/j.jelechem.2016.02.041).
22. Wang Y., Zhang L., Wu Y. et al. Polypyrrole/carbon nanotube composites as cathode material for performance enhancing of capacitive deionization technology. Desalination. 2014. Vol. 354. P. 62¬67. (https://doi.org/10.1016/j.desal.2014.09.021).
23. Ioniţă M., Prună A. Polypyrrole/carbon nanotube composites: Molecular modeling and experimental investigation as anti-corrosive coating. Prog. Org. Coat. 2011. Vol. 72(4). P. 647–652. ( https://doi.org/10.1016/j.porgcoat.2011.07.007).
24. Lu Y., Li T., Zhao X. et al. Electrodeposited polypyrrole/carbon nanotubes composite films electrodes for neural interfaces. Biomaterials. 2010. Vol. 31(19). P. 5169–5181. ( https://doi.org/10.1016/j.biomaterials.2010.03.022).
25. Hansen G. H., Henriksen R. M., Kamounah F. S. et al. Oxidative coupling and polymerization of pyrroles: Part I. The electrochemical oxidation of 2,4-dimethyl-3-ethylpyrrole in acetonitrile. Electrochim. Acta. 2005. Vol. 50(25–26). P. 4936–4955. ( https://doi.org/10.1016/j.electacta.2005.02.076).

Як цитувати:

КОВАЛИШИН Я., ЛОВЧИЦЬКА В., БОРНЯК М., РЕШЕТНЯК О. СИНТЕЗ КОМПОЗИТІВ ПОЛІПІРОЛ – КАРБОНОВІ НАНОТРУБКИ МЕТОДОМ ЦИКЛІЧНОЇ ВОЛЬТАМПЕРОМЕТРІЇ. Праці НТШ. Хім. Наук. 2024. Т. LXXV. С. 117-126.

Завантажити файл