Polypyrrole electrode Modified With Copper Bis(4-vinyl-4'-methyl-2,2'-bipyridine) Bis(perchlorate)
저자
박의환 (경산대학교 한의예과)
발행기관
학술지명
권호사항
발행연도
1993
작성언어
English
주제어
KDC
519.000
자료형태
학술저널
수록면
81-93(13쪽)
제공처
소장기관
1. SEM micrographs of polypyrrole films
Fig.3a and Fig.3b are SEM micrographs of the polypyrrole films grown on NBR-treated platinum electrode and on bare platinum electrode respectively. Inspection by SEM revealed that a polypyrrole film grown directly on platinum substrate showed a rather compact structure. In contrast, a polypyrrole film formed with the aid of NBR prepolymer had rough, porous, and somewhat linearly well-oriented structure. This well-oriented and porous structure is expected to be a favorable situation for the implantation of another conducting polymer.
Fig.4 show an SEM micrograph of a polymer (host) film deposited in the presence of NBR and with perchlorate anion as doping agent that was further treated by electropolymerization of copper bis(4-vinyl-4'-methyl-2,2'-bipyridine) bis(hexafluorophosophate) (guest). The image is intended to allow distinction of the latter since it forms the larger granules that are clearly distinguishable in the micrograph. The quantities of host and guest polymer deposited were 0.65 and 0.39 coulombs cm-²and this ratio, which is too high for other purposes, was used only to make identification of each polymer location easier.
2. Cyclic voltamrnogram of various films
Fig.5 is a cyclic voltammogram of the elctropolymerization of polypyrrole on NBR-teated platinum electrode. But this voltammogram was produced from the potential scan at range of -1.0-0.9 V instead of the constant potential to see the process of the growth of film during eletrolymerization. The oxidation peak potential (Epa) of the first cycle is 0.07 V and the reduction peak potential (Epc) is -0.21 V, but those of 30th cycle are 0.06 V and -0.19 V respectively. The differences between each peak potentials are 0.01 V and 0.02 V. This means that the oxidation peak potential was increased and the reduction peak potential was decreased slightly with cycles. This can be thought as that the internal resistance has increased as the length of polymer elongated and the small differences reveal a good reversibility.
Fig.6 is a cyclic voltammetric profile of film by the implanting electropolymerization of copper bis(4-vinyl-4'-methyl-2,2'-bipyridine) bis(perch1orate) at a polypyrrole electrode, which was pretreated with NBR and prepared with hexafluorophosphate as dopant anion, in acetonitrile solution containing 0.1 M TBAP. The sweep range was 0∼-1.5 V and scan rate was 100 m/Vs. Every two peaks for oxidation and reduction are -0.250 V and -0.437 V, -0.375 V and -0.50 V respectively. From the successive experiments" the formers of each pair are confirmed for the hexafuorophosphate ion and the latter for perchlorate ion.
Fig.7 presents cyclic voltammograms for polypyrrole doped with hexafluorophosphate ion (dashed line) and for the polymer doped with poiy copper bis(4-vinyl-4'-methyl-2,2'- bipyridine) bis(perch1orate) (solid line). As can be seen, the peak potentials for polypyrrole alone are 0.05 V and 0.35 V. For the polypyrrole implanted with the guest polymer the values for the polypyrrole host are 0.205 V and -0.325 V and for the guest they are 1.10 V and 0.56 V. These last two values correspond to oxidation and reduction precess, respectively. It is clear from these voltammetric responses that when the guest polymer is implanted, the redox profile of the electrode is greatly improved so that the capacity of charge storage can be greatly increased. The optimal quantity of electropolymerized polypyrrole was investigated in previous paper9) and the result was about 0.64 coulombs cm-²for the maximum conductivity.
Table 1 presents resulting conductivities and doping levels of polypyrrole f i l m doped with poly copper bis(4-vinyl-4'-methyl-2,2'-bipyridine) bis(perch1orate) with various mixing ratio and they are plotted at Fig.8. And the doping levels were determined from Hall experiment and the coulometric integration of reduction wave in cyclic voltammogram. The resulting plot is Fig.9. From these results it can be concluded that the incorporation of poly copper bis(4-vinyl-4'-methyl-2,2'-bipyridine) bis(perchrorate) within the range of 10 -12 % into polypyrrole films significantly enhances the electrochemical properties of the resulting material.
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