پتانسیل الکترودی الیگومرهای پیرول: رویکرد نظری و تجربی

نویسندگان

1 دانشکده شیمی، دانشگاه دامغان، سمنان، ایران

2 دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی شاهرود، سمنان، ایران

3 دانشکده شیمی، دانشگاه صنعتی شاهرود، سمنان، ایران

doi
10.22075/chem.2024.34471.2281
چکیده

مطالعه پتانسیل اکسایش و خواص الکترونیکی پلیمرهای رسانا برای طراحی مواد جدید با خواص بهبود یافته بسیار مهم هستند. مطالعه حاضر بر روی اطلاعات الکتروشیمیایی شامل پتانسیل الکترودی الیگومرهای پیرول (nPy: n = 2-8) و همچنین خواص ساختاری و الکترونیکی آنها متمرکز شده است. از شیمی محاسباتی بر پایه محاسبات DFT برای تعیین پتانسیل اکسیداسیون استاندارد (ox°E) گونه­های nPy در مقایسه با الکترود مرجع کالومل در محلول‌های آبی و غیر آبی استفاده شد. توافق خوبی بین پتانسیل ردوکس پیش‌بینی‌شده و مقادیر تجربی قابل دسترس با میانگین انحراف مطلق 0.16 ولت به‌دست آمد. همچنین همبستگی خطی خوبی برای مقادیر ox°E با مقادیر سطح انرژی HOMO و پتانسیل یونیزاسیون گونه­ها مشاهده شد. علاوه بر این، مقدار پتانسیل اکسایش تخمینی 0.21 ولت در مقابل الکترود مرجع SCE برای پلی­پیرول، poly(Py) ، در حلال  THF به دست آمد. منحنی‌های شبیه‌سازی‌شده جریان-ولتاژ (IV) نشان داد که رسانایی زنجیره‌های الیگومری با افزایش طول زنجیر افزایش می­یابد. بر اساس بررسی مقادیر شکاف نواری حاصل از نتایج طیفی TD-DFT، افزایش سهولت حمل بار برای زنجیره­های الیگومری بلند مشاهده شد. فیلم­های پلی­پیرول از طریق الکتروشیمیایی با اکسیداسیون آندی مستقیم منومر پیرول در محلول آبی به روش ولتامتری چرخه­ای (CV) تهیه شدند. نتایج نشان داد که پتانسیل اکسایش زنجیره­های اولیگومری در حین رشد پلیمر طی فرایند الکتروپلیمریزاسیون کاهش می­یابد.