Electroquimica
Páginas: 5 (1209 palabras)
Publicado: 28 de febrero de 2013
Synthesis of poly-aniline by electrochemical oxidation
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En este trabajo se estudió el efecto de la temperatura y la concentración inicial de la anilina sobre la morfología y la conductividad de polianilina obtenida por electropolimerización con voltametría cíclica en soportes de carbón vítreo. La sal de anilina inicial se caracterizó mediante análisis infrarrojo (IR). La morfología de lapolianilina obtenida se analizó por medio de microscopio electrónico (SEM), y la conductividad mediante impedancia electroquímica (EIS). Los resultados mostraron tres tipos de formaciones poliméricas para los diferentes parámetros de polimerización: lentejuelas, filamentos y gránulos, así como la alta conductividad y alta capacitancia.
El desarrollo de nuevos materiales para el uso en celdasde combustible se ha convertido en un campo de estudio clave para el desafío actual de la producción de energía de una manera más eficiente y a menor precio. Dentro de dichos desarrollos, la evolución de los polímeros electro activos ha jugado un papel fundamental en la construcción de celdas de combustible cada vez menos costosas y más livianas.
Los polímeros electroactivos muestran una granversatilidad en su
aplicación tecnológica: pueden ser utilizados como electrodos en
baterías, en microelectrónica, como materiales electrocrómicos para dispositivos sensores y como soporte de catalizadores en celdas de combustible, entre otras. Además son buenos conductores iónicos y electrónicos, con bajos costos de elaboración y bajo peso (comparados con los materiales metálicos utilizadoscomo electrodos).
La electropolimerización se puede llevar a cabo de varias maneras: Algunos investigadores reportaron polímeros de alta conductividad electrónica, desarrollados manteniendo el potencial constante, otros manteniendo una corriente constante, y otros por la variación del potencial durante la síntesis.
Este trabajo se centra en el estudio de la dependencia de la temperatura y laconcentración inicial del monómero en la
electropolimerización de anilina en medio acuoso y su impacto sobre
la morfología y la conductividad electrónica del polímero obtenido.
Procedimiento Experimental
Las mediciones se realizaron en una estación de trabajo Bio Analytical System. • Caja faradáica • Agitación magnética
• Control de atmósfera con nitrógeno a una celda de treselectrodos equipada con una chaqueta para el control de temperatura.
Como electrodo auxiliar se empleó un alambre de platino de gran área, y como referencia se utilizó un electrodo de Ag/AgCl, (NaCl 3.0 M).
Espectro IR de anilina
La electro-polimerización se realizó tomando 5 mL de solución de monómero en 1 M de H2SO4 y llevándola a voltametría cíclica entre –200 mV y 700 mV (vs. Ag/AgCl) a50mV/s por 90 ciclos.
Al comienzo de cada prueba se desaireó la solución mediante
burbujeo con nitrógeno durante 2 minutos para evitar la degradación oxidativa del polímero obtenido.
Tabla 1. Temperatura y concentración inicial del monómero
Resultados
50 mV se observa el inicio de la reacción de polimerización
480 mV se observa el inicio de la reacción de degradación de laanilina
Voltagramas de la electro polimerización de 0.5 M de anilina a 45 °C (superior), 25 °C (medio) y 5 °C (inferior)
Voltagramas de la electro polimerización a 25 °C. Saturación del monómero (superior), 0.5 M (medio) y 0.1 M (inferior)
En estas figuras se observa claramente que a medida que la temperatura y la concentración inicial del monómero
aumentan, la velocidad de crecimientodel monómero sobre el
soporte también aumenta.
Esto puede ser explicado por un aumento en la difusión de las especies cuando se tiene mayor temperatura y concentración.
La morfología del polímero cambió con el aumento de la
temperatura, pasando de una configuración en lentejuela, a una configuración filamentosa, lo que lleva a suponer un cambio en el mecanismo de polimerización....
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En este trabajo se estudió el efecto de la temperatura y la concentración inicial de la anilina sobre la morfología y la conductividad de polianilina obtenida por electropolimerización con voltametría cíclica en soportes de carbón vítreo. La sal de anilina inicial se caracterizó mediante análisis infrarrojo (IR). La morfología de lapolianilina obtenida se analizó por medio de microscopio electrónico (SEM), y la conductividad mediante impedancia electroquímica (EIS). Los resultados mostraron tres tipos de formaciones poliméricas para los diferentes parámetros de polimerización: lentejuelas, filamentos y gránulos, así como la alta conductividad y alta capacitancia.
El desarrollo de nuevos materiales para el uso en celdasde combustible se ha convertido en un campo de estudio clave para el desafío actual de la producción de energía de una manera más eficiente y a menor precio. Dentro de dichos desarrollos, la evolución de los polímeros electro activos ha jugado un papel fundamental en la construcción de celdas de combustible cada vez menos costosas y más livianas.
Los polímeros electroactivos muestran una granversatilidad en su
aplicación tecnológica: pueden ser utilizados como electrodos en
baterías, en microelectrónica, como materiales electrocrómicos para dispositivos sensores y como soporte de catalizadores en celdas de combustible, entre otras. Además son buenos conductores iónicos y electrónicos, con bajos costos de elaboración y bajo peso (comparados con los materiales metálicos utilizadoscomo electrodos).
La electropolimerización se puede llevar a cabo de varias maneras: Algunos investigadores reportaron polímeros de alta conductividad electrónica, desarrollados manteniendo el potencial constante, otros manteniendo una corriente constante, y otros por la variación del potencial durante la síntesis.
Este trabajo se centra en el estudio de la dependencia de la temperatura y laconcentración inicial del monómero en la
electropolimerización de anilina en medio acuoso y su impacto sobre
la morfología y la conductividad electrónica del polímero obtenido.
Procedimiento Experimental
Las mediciones se realizaron en una estación de trabajo Bio Analytical System. • Caja faradáica • Agitación magnética
• Control de atmósfera con nitrógeno a una celda de treselectrodos equipada con una chaqueta para el control de temperatura.
Como electrodo auxiliar se empleó un alambre de platino de gran área, y como referencia se utilizó un electrodo de Ag/AgCl, (NaCl 3.0 M).
Espectro IR de anilina
La electro-polimerización se realizó tomando 5 mL de solución de monómero en 1 M de H2SO4 y llevándola a voltametría cíclica entre –200 mV y 700 mV (vs. Ag/AgCl) a50mV/s por 90 ciclos.
Al comienzo de cada prueba se desaireó la solución mediante
burbujeo con nitrógeno durante 2 minutos para evitar la degradación oxidativa del polímero obtenido.
Tabla 1. Temperatura y concentración inicial del monómero
Resultados
50 mV se observa el inicio de la reacción de polimerización
480 mV se observa el inicio de la reacción de degradación de laanilina
Voltagramas de la electro polimerización de 0.5 M de anilina a 45 °C (superior), 25 °C (medio) y 5 °C (inferior)
Voltagramas de la electro polimerización a 25 °C. Saturación del monómero (superior), 0.5 M (medio) y 0.1 M (inferior)
En estas figuras se observa claramente que a medida que la temperatura y la concentración inicial del monómero
aumentan, la velocidad de crecimientodel monómero sobre el
soporte también aumenta.
Esto puede ser explicado por un aumento en la difusión de las especies cuando se tiene mayor temperatura y concentración.
La morfología del polímero cambió con el aumento de la
temperatura, pasando de una configuración en lentejuela, a una configuración filamentosa, lo que lleva a suponer un cambio en el mecanismo de polimerización....
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