Tổng hợp polyanilin bằng phương pháp hoá học và nghiên cứu khả năng tương tác với ion đồng (II)

Trng i hc S phm H Ni 2 Khúa lun tt nghip - 2012 T khi hi ca Anilin d = 1,022 Nhit núng chy l 6,20C Nhit sụi l 184,40C Anilin tan tt trong benzen, ete, etanol. Anilin rt c, cú th xõm nhp vo c th qua cỏc mng nhy, ng hụ hp v thm qua da. Hot tớnh húa hc ca Anilin tp trung ch yu nhúm NH2. Nh hiu ng electron ca nhúm NH2 vi vũng benzene m v trớ para c hot húa, cú th d dng tham gia vo phn ng húa hc, c bit l phn ng polyme húa. 1.4.2. Phng phỏp tng hp polyanilin [5, 7, 9] 1.4.2.1. Polyme húa bng phng phỏp húa hc Polyme húa húa hc l phng phỏp thụng dng ch to polyme núi chung cú th ỏp dng ch to polyme dn, i vi Anilin cú th polyme húa hc trong mụi trng axit, trong mụi trng cú cỏc loi cht oxi húa nh thiosunfat. Polyanilin ch to bng cỏc phng phỏp húa hc thụng thng cú cu tao mch thng, cha c oxi húa hay to mui, gi l leuco-emeradin (LE). Tuy nhiờn, cỏc phn ng bin tớnh oxi húa kh polyanilin bng phng phỏp húa hc khú iu khin hn so vi phng phỏp in húa. Mai Ngc Bớch Trang 11 K34A - Húa Trng i hc S phm H Ni 2 Khúa lun tt nghip - 2012 T polyanilin thu c bng phng phỏp húa hc cng cú th to mng trờn b mt kim loi bng cỏch hũa tan hoc phõn tỏn bt PANi trong cht to mng, sau ú quột lờn mu nh mt loi sn ph thụng thng. Do cú kh nng dn in nờn bn thõn polyme dn cú th úng vai trũ nh mt in cc, ti ú cú th iu ch cỏc cht bng phn ng in húa thụng thng. Vỡ vy, hon ton cú th thc hin phn ng oxi húa ANi bng con ng in húa trờn b mt ca PANi dn in va to thnh trờn in cc. Phng phỏp polyme húa in húa cú th khc phc c nhc im polyme húa húa hc. 1.4.2.2. Cỏc yu t nh hng n quỏ trỡnh tng hp húa hc S nh hng ca nng anilin n quỏ trỡnh tng hp. Nng Anilin cng tng, hiu sut cng ln. S nh hng ca nng cht oxi húa n quỏ trỡnh tng hp. Nng cht oxi húa cng tng, PANi cng nhiu, hiu sut tng hp cng ln. S nh hng ca pH n quỏ trỡnh tng hp, pH cng tng hiu sut cng gim. 1.4.2.3. u v nhc im ca quỏ trỡnh tng hp PANi bng phng phỏp húa hc u im: Tc polyme húa nhanh, khi lng ln. PANi sinh ra cú kớch thc ht nh, mn, ng u. Thi gian tng hp ngn, hiu sut ln. Dng c, phng phỏp tng hp n gin, d lm. Mai Ngc Bớch Trang 12 K34A - Húa Trng i hc S phm H Ni 2 Khúa lun tt nghip - 2012 Nhc im: Polyanilin tng hp bng phng phỏp húa hc cú ng nht khụng cao. Khụng bỏm dớnh trc tip lờn b mt kim loi cn phi trn vi ph gia bỏm dớnh. 1.4.2.4. Polyme húa bng phng phỏp in húa Bng phng phỏp in húa ta cú th to ra cỏc PANi cú tớnh cht khỏc nhau tựy theo nhu cu ng dng. Trong quỏ trỡnh in húa, Anilin c hũa tan trong dung dch cht in ly, b oxi húa bng phõn cc in húa. PANi c to ra trc tip trờn b mt in cc, bỏm dớnh cao. Nh vy cú th to trc tip PANi lờn mu kim loi cn bo v, õy chớnh l mt u im ca phng phỏp tng hp PANi bng phng phỏp in húa. Cỏc thit b in húa c s dng l mỏy Potentiostat l thit b to c in th hay dũng in theo yờu cu phõn cc. Nh cỏc thit b in húa ny ngi ta cú th kim soỏt v iu chnh c tc polyme húa PANi, cho phộp ch to nhng mng mng ng th, bỏm dớnh tt trờn b mt mu. Ngoi ra, phng phỏp ny cho phộp theo dừi c tớnh cht oxi húa kh ca PANi trong quỏ trỡnh tng hp nhng phng phỏp ny cú mt im bt li v mt tc polyme húa, thi gian to mng ng vi thi gian tn ti in th m ti ú xy ra phn ng oxi húa in húa monome, thi gian ny tng i ngn. Do ú, dn n hiu sut khụng cao. Vic tng hp PANi c tin hnh trong mụi trng axit thu c PANi dn in tt. Trong mụi trng kim PANi khụng dn in, sn phm cú khi lng phõn t thp. Trong mụi trng axit Anilin to mui nờn tan khỏ tt. Mai Ngc Bớch Trang 13 K34A - Húa Trng i hc S phm H Ni 2 Khúa lun tt nghip - 2012 1.4.2.5. Cỏc yu t nh hng n quỏ trỡnh tng hp in húa PANi in th v dung dch iờn ly l hai yu t nh hng trc tip lờn quỏ trỡnh in húa, n cht lng v tc phn ng. Theo mt s ti liu, iu kin in th phõn cc phự hp xut hin ime húa v phn ng to thnh cht ion húa gc hot ng (C6H5NH2)+* cho phộp to thnh PNAi cú cu trỳc mch thng vi cỏc liờn kt v trớ para. Ngc li nu in th phõn cc cao, cỏc cation (C6H5NH3)+ cú th phn ng vi Anilin v trớ octo cho cu trỳc cng knh, nhiu sn phm polyme lm xut hiờn s rp lờn ca mng polyme. Bn cht cng nh nng cht in ly cú mt trong dung dch cht phn ng. Nng axit thng s dng l 0,5- 2M. Nng axit cao quỏ kộo theo tc n mũn in cc thộp cao, dũng th ln mng PANi khú hỡnh thnh. Nng ANi nh quỏ trỡnh polyme húa khú xy ra. Kittali ó cho rng tc to mng trong dung dich axit sunfuric nhanh hn 2,7- 2,8 ln so vi tc to mng trong dung dch HCl. 1.4.2.6. C ch polyme ca ANi to PANi Genies a ra c ch polyme húa anilin (1) Giai on u, oxi húa anilin to cation gc (2) Tip theo 2 cation gc ny phn ng vi nhau to ime v loi ra hai proton. ime hoc oligome cú th b oxi húa th oxi húa monome. (3) Phỏt trin mch PANi, giai on ny cỏc ime phn ng vi cation gc. PANi hỡnh thnh bng con ng in húa cú th t n hng nghỡn n v monome trong mch phỏt trin polyme. Mai Ngc Bớch Trang 14 K34A - Húa Trng i hc S phm H Ni 2 Khúa lun tt nghip - 2012 S to thnh caction gc Cỏc dng cng hng ca cation- gc 1.4.2.7. u im ca phng phỏp tng hp in húa Mc dự quỏ trỡnh polyme húa in húa din ra rt phc tp nhng vic thc hin nú li n gin, nhanh, cú tin cy v n nh cao. To c mng che ph trc tip lờn mu kim loi, cho nờn phn ln PANi s dng cho vic chng n mũn v bo v kim loi u c tng hp bng phng phỏp in húa. Vi phng phỏp in húa ngi ta cng d dng ng trựng hp gia cỏc monome khỏc loi to sn phm copolime. Mai Ngc Bớch Trang 15 K34A - Húa Trng i hc S phm H Ni 2 Khúa lun tt nghip - 2012 1.4.3. Mt s tớnh cht ca polyme dn [1, 7, 8] 1.4.3.1. Tớnh cht c bn ca polyanilin Cỏc polyme dn in t cú h thng ni ụi liờn hp, cú hng lot tớnh cht k thut quan trng nh bn vi nhit, cú t cm v cú h thng bỏn dn. H thng ni ụi liờn hp em li mt thun li ln v mt nng lng. Polyme cú bn nhit ng cao. Polyanilin c mụ t nh mt cht vụ nh hỡnh mu sm bn. Mu ca nú cú th thay i t mu xanh lỏ cõy nht cho n mu tớm bic. Polyanilin bn vi cỏc dung mụi, khụng tan trong axit, kim, Polyanilin cú t khi rt ln, cú mn v xp cao. dn in ca polyanilin gm c dn in ion v dn in t. 1.4.3.2. Tớnh oxi húa kh Quỏ trỡnh oxi húa anilin l bt thun nghch, nhng quỏ trỡnh oxi húa polyanilin l quỏ trỡnh thun nghch. PANi chuyn t dng oxi húa sang dng kh v ngc li v trớ in th rt gn nhau. Trong dung dich axit, ANi kt hp vi H+ to thnh cation.õy l phn ng thun nghch, ANi cú tớnh bazo. Alinin hũa tan b oxi húa thnh PANi kt ta trờn b mt in cc. Khi in th in cc ln (v phớa dng), Anilin gii phong H+, nhng in t cho in cc to nờn dng hot húa v t ú to thnh mng polyme kt ta trờn b mt. PANi cú th b oxi húa hoc kh to thnh cỏc dng dn xut khỏc nhau. Dng tng quỏt gm hai dng cu trỳc a v b l cỏc s nguyờn. Mai Ngc Bớch Trang 16 K34A - Húa