대한화학회지 (Journal of the Korean Chemical Society)

  • 제40권7호
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  • Pages.467-473
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  • 1996
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  • 1017-2548(pISSN)
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  • 2234-8530(eISSN)
대한화학회 (Korean Chemical Society)
권호 표지

피롤/티오펜 고분자 복합체의 전기화학적 성질

Electrochemical Properties of Pyrrole/Thiophene Polymer Composite

  • 차성극 (경남대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 최규성 (경남대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 안병기 (경남대학교 자연과학대학 화학과) ;
  • 강상진 (경남대학교 자연과학대학 화학과)
  • 발행 : 19960700
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초록

유기 전도성고분자들 중 100-400${\Omega}^{-1}cm^{-1}$으로 전도도가 큰 피롤 고분자는 공기 중에서 산화되어 전도성이 저하되는데, 이를 막기 위해 피롤을 먼저 일정량 중합한 후 산소에 내성이 큰 티오펜 고분자를 일정량 끼워심기 중합시켜 이와 같은 단점이 보완된 고분자 복합체를 만들고 그 때의 중합 속도를 측정하였다. 피롤 고분자를 먼저 1.70C$cm^{-2}$만큼 전기적으로 중합시킨 후 그 위에 티오펜 고분자를 0.34C$cm^{-2}$로 전기적 중합시켰을 때 그 산화-환원 특성이 개선되었으며, 3개월 동안 공기 중에 방치한 것의 순환 전압-전류 특성이 처음것과 잘 이치하였다. 티오펜의 중합 속도는 백금 전극 위에서 피롤 고분자를 1.70C$cm^{-2}$로 일정량을 입힌 전극에서 행했을 때 속도상수 값은 각각 $3.89{\times}10^{-8}$과 $6.07{\times}10^{-8}cms^{-1}$이었고, 표준속도상수는 각각 $5.16{\times}10^{-6}$ 과 $3.94{\times}10^{-4} cms^{-1}$이었다. 또, 피롤을 입힌 전극에서의 전극촉매속도는 $3.45{\times}10^{-3}cm^3mol^{-1}s^{-1}$이었다. 이와같이 피롤로 수식한 전극에서의 고정된 피롤 피막층은 촉매적 기능을 가지고 있음을 알 수 있고, 티오펜을 중합할 때의 반응은 고분자 피막 내에서 전하전달과 확산이 지배적인 과정이었다. 반면에 백금 전극에 티오펜을 중합할 때는 전자 전달이 지배적이 과정으로 나타났다.

Although a polypyrrole shows better electrical conductivity, 100∼400 ${\Omega}^{-1}cm^{-1}$, than other organic conducting polymers, its electrical conductivity will be worsen in the presence of the oxygen due to its easy oxidation. On the other hand, polythiophene shows better stability in the air while its electrcal conductivity is poor compared to the polypyrrole. We succeed to develope the mixed polymer electrode that is stable in the air and shows a good redox characteristics. The mixed polymer electrode has been prepared by the electrical polymerization of polypyrrole on the Pt electrode as 1.70 C$cm^{-2}$ and then coating with polythiophene as 0.34 C$cm^{-2}$. The polymerization rate of polythiophene was $3.89{\times}10^{-8}$ at the bare Pt electrode and $6.07{\times}10^{-8}cms^{-1}$ at the mixed polymer electrode. And the standard rate constants of each electrode were $5.16{\times}10^{-6}\;and\;3.94{\times}10^{-4} cms^{-1}$ respectively. Also, the electrocatalytic rate of the polypyrrole polymer electrode was $3.45{\times}10^{-3}cm^3mol^{-1}s^{-1}.$ We found the immobilized layer at the modified electrode acted as an electrocatalyst. Finally, this polymerization process at the Pt electrode was the electron transfer controlled, but that the mixed polymer electrode was the diffusion and charge transfer controlled.

키워드

참고문헌

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