Tổng hợp điện hóa nonocompozit PANi/TiO2 trong axit HNO3

301

TỔNG HỢP ĐIỆN HÓA NANOCOMPOZIT PANi /TiO2 TRONG AXIT HNO3

Lê Xuân Quế

1*, Nguyễn Thị Hải Vân1,2, Thịnh Thị Thu Trang1,2

,

Mai Thanh Nga1,3, Ngô Thị Dung1,2, Nguyễn Huy Anh1,2

, Đặng Đình Bạch2

,

1Viện Kỹ thuật nhiệt đới, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam

2Khoa Hóa học, Trường Đại học Sư phạm Hà Nội

3Đại học Sư phạm Thái nguyên

Đến Tòa soạn 25-7-2011

Abstract

Nanocomposite PANi/TiO2 has been synthesized in HNO3 1 N on stainless steel (SS) electrode using cyclic

voltammetry (CV) technique. The presence of nano-TiO2 modified the synthesis CV curves, especially the

characteristic redox reaction of formed PANi. Peak potential Ep, peak current Jp and total electric quantity Q were

strongly affected. Electrochemical impedance of the nanocomposite PANi/TiO2 film was increased in comparison with

intrinsic PANi film, mostly due to an increasing of the charge transfer resistance Rct. Nano-TiO2 has been incorporated

into PANi chain, and affected some physicochemical properties of the PANi film.

Keywords: Nanocomposite, PANi, TiO2, cyclic voltammetry.

1. GIỚI THIỆU

Polyanilin (PANi) là polyme dẫn được nghiên

cứu và sử dụng rộng rãi nhất trong số các polyme

dẫn thuần (intrinsically conducting polymer), bởi độ

dẫn điện thuần cao, khả năng pha tạp phong phú, dễ

chế tạo, monome anilin rẻ và dễ kiếm [1-3]. Một

trong những hướng nghiên cứu vật liệu mới, đang

được quan tâm nghiên cứu chế tạo và ứng dụng phổ

biến, là nanocompozit của PANi với oxit kim loại,

điển hình là oxit titan TiO2 [4, 5].

Loại vật liệu mới này vừa có tính dẫn điện của

PANi, vừa có tính bán dẫn của oxit titan, do đó có

khả năng ứng dụng cao trong lớp phủ bảo vệ có khả

năng dẫn điện [1], làm vật liệu nhậy quang [6], sơn

chống ăn mòn [1, 4, 7, 8], làm vật liệu cho chuyển

hóa năng lượng [9], sensơ [10]….

Oxit titan TiO2 có nhiều đặc điểm ưu việt, được

sử dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực công nghiệp

cũng như đời sống. Đặc biệt là oxit titan có kích

thước nano có khả năng đem lại nhiều tính chất mới

cho compozit, như khả năng quang điện hoá, bảo vệ

chống ăn mòn, oxi hoá etanol, làm sensơ... [6-9].

Việc tổng hợp compozit PANi/TiO2 được thực hiện

bằng nhiều phương pháp [10-17], trong đó có

phương pháp điện hóa [17].

Tiếp theo một số nghiên cứu chế tạo và xác định

tính chất màng PANi [3, 18-20], nanocompozit

PANi và một số oxit kim loại chế tạo bằng phương

pháp hóa học [21] và điện hóa [22], trong bài báo

này chúng tôi giới thiệu kết quả nghiên cứu chế tạo

màng compozit PANi/TiO2 nano bằng phương pháp

điện hoá.

2. PHƯƠNG PHÁP THỰC NGHIỆM

Điện cực nền tổng hợp PANi là thép không gỉ

(SS), điện cực so sánh là calomen bão hoà, điện cực

đối là Pt trong hệ ba điện cực truyền thống. Dung

dịch tổng hợp là axit HNO3 1N + 3% anilin (ANi).

Trong dung dịch tổng hợp compozit PANi/TiO2 có

thêm TiO2 nano (20-30 nm) với nồng độ 1 g/l.

Thiết bị điện hoá là AUTOLAB PGSTAT 30

(Eco Chemie B.V. Utrecht, the Netherlands) với

chương trình ghi và xử lý số liệu tự động GPES 4.9

for Windows gài sẵn trong máy tính [23]. Phổ CV

được đo với vận tốc 30-50 mV/s, khoảng quét thế từ

-1,0 V đến 1,5 V/SCE. Các hóa chất đều có độ tinh

khiết PA. Các thí nghiệm đều được thực hiện tại

nhiệt độ phòng.

3. KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN

3.1. TiO2 tác động đến tính chất phổ CV tổng hợp

PANi

Màng PANi không có TiO2 được tổng hợp bằng

phương pháp điện hoá để làm cơ sở đối chiếu so

sánh, hình 1. Chỉ sau 2 chu kỳ CV (một chu kỳ phân

cực gồm quét thế anôt từ –1,0 đến 1,5 V, và ngược

lại quét phân cực catôt từ 1,5 V đến –1,0 V), trên

điện cực thép không gỉ đã xuất hiện màng PANi.

TẠP CHÍ HÓA HỌC T. 50(3) 301-305 THÁNG 6 NĂM 2012