第三章 聚吡咯及其衍生物

溶剂
• 在“理想”聚吡咯中，假设吡咯环是交替 面向的
聚合环境和电池设计
电极材料
• 电极材料的性质决定了为什么单体易于被 氧化，也决定了单体、齐聚物，以及在聚 合过程的最终产物在电极上的吸附程度。 至于是否有沉积发生，则依赖于电极的表 面能，以及对沉积聚合物疏水/亲水性质的 控制。
• 辅助电极的材料应当是惰性的，但要有保 持快速阴极反应的能力，以保证工作电极 的表面有期望的聚合速率。在阳极电位下 的沉积过程中，辅助电极是暴露于负电位 (有时是很负的)下的。PH增大(由于溶液中 溶解氧的还原和水本身的还原)对聚合反应 有所干扰。因此，辅助电极的定位十分重 要，为避免引起PH的增大，可加入一些易 于还原的物质，如铜或银的盐类化合物， 这就在阴极上提供了一个易于进行的电极 反应，同时也避免了可引起PH变化的电极 反应。
第三章 聚吡咯及其衍生物
• • • • • • • • 聚吡咯的结构和合成 电化学聚合：复杂过程的简化 聚合环境和电池设计 电化学条件 电极材料 溶剂 反离子/阳离子效应：电解液的选择 单体
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化学聚合 化学聚合的机制 聚合条件的影响 实现吡咯单体的立体选择偶合 “原位”的化学聚合 更适于加工的聚吡咯合成Байду номын сангаас径 反离子诱导溶剂化 胶体聚吡咯分散体系 侧链诱导的溶剂化 光化学引发聚合 酶及酸催化聚合
• 式中，n=3~4；m与聚合物链长有关；A-为 平衡高分子骨架电荷所需的反离子。这种 反离子的含量很高［甚至可大于50%(质量 分数)］，并且通常主要是以α-α的键合方式 结合到聚吡咯的面间。
• 对于以吡咯、噻吩等五元杂环为母体的单 体，α位的电子密度最高，为最易失去电子 生成阳离子自由基的活性点，也是氧化偶 合反应的活性点，生成的导电高分子材料 以α-α连接为主；α-β和β-β联接所占份额很 小，因此当单体中α位已经有取代基存在时， 聚合反应不能发生，而当其他位置有取代 基时聚合反应可以进行，但是对聚合反应 速度和生成的导电聚合膜的导电性能有一 定的影响。
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分子结构和PPy的微结构(红外光谱，NMR) PPy的光学性质 相对分子质量，支化和交联 结晶度和分子的有序性 表面形貌和膜的密度 电导性 开关性能 化学与生化性质 光学活性PPy的手性光学性质
电聚合：复杂过程的简化
• 在适当的电极上，通过对吡咯的氧化，可 制得聚吡咯。其聚合过程可表示为：