МОСКОВСЬКИЙ ДЕРЖАВНИЙ УНІВЕРСИТЕТ
ім. М.В. ЛОМОНОСОВА
ФАКУЛЬТЕТ ФУНДАМЕНТАЛЬНОЇ ФІЗИКО-хімічної інженерії
ІНСТИТУТ проблем хімічної фізики РАН
Комплекс лабораторій іоніки твердого тіла
Курсова робота
з неорганічної хімії
Синтез берлінської блакиті і електроактивних композитних матеріалів берлінська лазур/поліпіррол
студента 102 групи
Трофименко Н. А.
Науковий керівник:
к.х.н. с.н.с. Золотухіна Е. В.
Викладач:
д.х.н., проф. Казин П. Е.
Черноголовка 2013
Введення
Електрохімічні сенсори - це аналітичні пристрої, призначені для якісного та кількісного аналізу хімічних сполук у рідких і газоподібних середовищах. На відміну від звичайних аналітичних приладів вони відрізняються портативністю, простотою конструкції, відносно низькою вартістю. На ринку існує стабільний попит на електрохімічні сенсори, детектирующие перекис водню.
Завдяки можливості проводити вимірювання при низьких потенціалах і високої електрокаталітичної активності електродів, модифікованих берлінською лазур'ю, вона є найбільш перспективним матеріалом для конструювання сенсорів для визначення пероксиду водню. Найбільший інтерес представляють сенсорні матеріали на основі наноша- електроактивних полімерів і полікристалів берлінської блакиті. Для вирішення деяких аналітичних завдань, що вимагають тривалого безперервного моніторингу пероксиду водню, плівка берлінської блакиті, отримана стандартними методами, володіє недостатньо високою механічною та операційної стабільністю.
Способи синтезу берлінської блакиті як індивідуального речовини, описані в літературі (хімічний і електрохімічний) варіюють від роботи до роботи. Відповідно отримання плівки відомого якості з наперед заданими властивостями дуже складно. Найбільш стабільні та відтворювані плівки виходять електрохімічним синтезом, проте умови їх отримання (режим поляризації, потенціал осадження) різняться від роботи до роботи.
Для підвищення стабільності полікристалічної берлінської блакиті, отримують «полімер-неорганічні» композити на її основі. Осадження ведуть як хімічним, так і електрохімічним методом.
Найбільш простим є хімічний спосіб нанесення на підкладку композитів «берлінська лазур/проводить полімер», проте якість одержуваних плівок істотно залежить від численних факторів: концентрацій реагентів в період осадження, від часу синтезу, від матеріалу підкладки і т.п.
Метою даної роботи був вибір умов створення електроактивних плівок берлінської блакиті і композитів на її основі на поверхні оптично прозорого і платинового електродів, а так само оцінці якості отриманих плівок по стабільності електрохромноє переходу «берлінська лазур/берлінський білий».
1 Огляд літератури
. 1 Кристалічна структура берлінської блакиті
Структура БЛ була вперше запропонована Кеггіна і Майлсом на основі рентгеноструктурних досліджень. Автори ввели відмінність між так званої «розчинної» БЛ KFe (III) [Fe (II) (CN) 6] і «нерозчинної» БЛ Fe4 (III) [Fe (II) (CN) 6 Детальне вивчення структур гексаціанофератів важких металів було проведено в роботі Вайзера [2] Атоми заліза (II) і заліза (III) чергуються у вузлах гранецентрованою кубічної решітки таким чином, що іони Fe (III) октаедричному оточені атомами азоту, а іони Fe (II) атомами вуглецю відповідно. Дві третини порожнин заповнені атомами Fe (III). Лужні метали при впровадженні заміщають атоми заліза в порожнинах (рис. 1).
Рис.1 Елементарна комірка безводної БЛ
Структура монокристалів нерозчинної БЛ була досліджена в роботах [3] Вона виявилася відмінною від структури запропонованої Кеггіна. Було відзначено разупорядочіваніе елементарної комірки з однією чвертю незайнятими ферроціаніднимі місцями і відсутність Fe3 + в порожнинах кристалічної решітки.
Таким чином, ферроціанідная решітка має негативним зарядом, що обумовлює можливість цеоліту переміщення в ній не тільки позитивно заряджених іонів, але і полярних молекул води, аміаку та ін., власні розміри яких дозволяють легко проникати в порожнечі решітки.
Методом нейтронної дифракції в роботі [3] було визначено структурний положення води в різних гідратах БЛ складу Fe4 (III) [Fe (II) (CN) 6] 3 * 14-16 H2O.
молек...
