Nanostructured conducting polymer composites

Abstract

Conducting polymers (CPs) combine the electrical properties of semiconductors and material properties of organic polymers. Polypyrrole (PPy) and polyaniline (PANI) are the most studied CPs due to their relatively high electrical conductivity (typically several units S cm-1 ), environmental stability, ease of preparation, good processability and low cost. Organic dyes have similar properties as surfactants, with an interesting ability to form various organized templates in water that could during synthesis tailor PPy morphologies to various nanostructures with high yield and improved electrical conductivity. Herein, PPy was prepared in the presence of cations dyes, safranin and phenosafranin, and anionic dye, methyl red, to obtain various nanostructures. The effect of dye concentration, oxidant-to-pyrrole mole ratio and other polymerization conditions on the physicochemical properties of the produced PPy was carefully investigated. Pyrrole was polymerized in the frozen reaction media at −24 řC in the presence of safranin, Acid Blue 25 (AB) or methyl orange (MO). Prepared one-dimensional nanostructures exhibited high yield and improved conductivity; the highest conductivity of 175 S cm−1 was obtained when safranin was used. Polypyrrole nanotubes prepared in the presence of MO were carbonized at 650...

Vodivé polymery kombinují elektrické vlastnosti polovodičů s materiálovými vlastnostmi organických polymerů. Polypyrrol (PPy) a polyanilin (PANI) jsou nejvíce studovanými polymery díky relativně vysoké elektrické vodivosti (několik jednotek S cm−1 ), dobré stabilitě v běžném prostředí, jednoduchosti přípravy, dobré zpracovatelnosti a nízké ceně. Organická barviva mají podobné vlastnosti jako surfaktanty se zajímavou schopností vytváření různých organizovaných struktur ve vodě, které mohou při přípravě upravovat morfologii PPy do různých nanostruktur, a to ve vysokém výtěžku a se zlepšenou vodivostí. V této práci, PPy byl připraven v přítomnosti kationtových barviv, safraninu a fenosafraninu, a aniontového barviva, methylčerveně, s cílem získat různé nanostruktury. Byl pečlivě zkoumám vliv koncentrace barviva a molárního poměru oxidant/pyrrol na fyzikálně chemické vlastnosti vytvářeného PPy. Pyrrol byl polymerován ve zmrzlém reakčním mediu při −24 řC v přítomnosti safraninu, Acid Blue 25, a methyloranže. Přípravené jednorozměrné nanostruktury vykázaly vysoký výtěžek a zlepšenou vodivost, kdy nejvyšší vodivost 175 S cm−1 byla získána při použití safraninu. Polypyrrolové nanotrubky připravené v přítomnosti methyloranže byly karbonizovány při 650řC v inertní atmosféře a následně pokryty polypyrrolem...