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Título: Preparation and properties of polypyrrole (PPy)- based films - role of surface confined monomers on PPy electrosynthesis and electrocatalytic activity of Ped-PPy composites
Autor: Cabrita, Joana Filipa Santos
Orientador: Abrantes, Luísa, 1946-
Mourato, Ana Cristina do Polme, 1973-
Palavras-chave: Química
Teses de mestrado
Issue Date: 2008
Resumo: The objective of this work was to prepare by electroless precipitation palladium- polypyrrole composites displaying electrocatalytic properties, and also to study the electropolymerisation of pyrrole derivatives (pyrrolyl lipoic acid and dipyrrolyl lipoic acid) confined by self-assembly, onto gold electrodes, in the absence and presence of pyrrole monomer. The Pd microparticles were electrolessly precipitated from an acidic solution of Pd(II) on potentiostatically grown PPy films. The properties of the modified electrodes were assessed by a combination of electrochemical and morphological techniques, such as cyclic voltammetry, electrochemical quartz crystal microbalance, and optical microscopy, in order to establish a relation between the thickness/mass of polymer formed and the dispersion, size and amount/mass of palladium particles deposited. The influence of the amount and dispersion of Pd particles onto PPy layers, on the electrocatalytic performance of these modified surfaces towards the oxidation of the hydrazine, was evaluated. The intention of this work was also to determine whether the specially synthesized pyrrole derivatives, pyrrolyl lipoic acid (Py LA) and dipyrrolyl lipoic acid (Py2 LA) were suitable for surface attachment and immobilisation on gold surfaces, by self assembly since it is expected an efficient bidding throughout the 2 S present on the molecule. The electrooxidation of the pendant-pyrrolyl units with the formation of oligomers/ polymer in a free monomer solution has been investigated, as well as the electrodeposition of PPy films onto the modified electrodes, in the presence of pyrrole in solution. The electrochemical properties as well as the morphological changes promoted by the oxidation of the pyrrolyl moieties in the monolayer were addressed by cyclic voltammetry and scanning probe microscopy (STM/AFM). The estimation of the SAMs modified electrodes thickness was evaluated by Ellipsometry.
O presente trabalho foi desenvolvido no âmbito da incorporação de partículas de Pd por precipitação electroless em filmes de polipirrolo, e a análise do seu desempenho electrocatalítico, assim como o estudo da electropolimerização de derivados de pirrolo (ácido lipoico de pirrolil e ácido lipoico de bipirrolil) imobilizados por auto-montagem em superfícies de Au, na ausência e presença de monómero de Py. A utilização de polímeros condutores como material de suporte para a dispersão de micro/nanopartículas metálicas, tem suscitado uma atenção considerável nos últimos anos, uma vez que possuem estruturas porosas com elevada área superficial. A precipitação electroless tem sido descrita como uma abordagem de sucesso para incorporar as partículas de metais nobres em filmes porosos electronicamente condutores, devido ao facto da redução do ião metálico ocorrer dentro da janela de potencial na qual ocorre a conversão redox do polímero, sem recurso a uma fonte de energia externa, bastando apenas imergir o filme na solução contendo os iões metálicos. Neste estudo, verificou-se que filmes PPy preparados a potencial constante, a partir de soluções aquosas de síntese com LiClO4, durante diferentes tempos de deposição, originam filmes com diferentes espessuras e electroactividades. A electropolimerisação do PPy foi também acompanhada por microbalança electroquímica de cristal de quartzo (EQCM). Esta técnica permitiu determinar a quantidade de polímero formado, demonstrando existir uma relação linear entre o aumento de massa e a carga de crescimento. A caracterização redox dos eléctrodos modificados também foi seguida por esta técnica, e os resultados obtidos estão em consonância com a entrada e saída de iões na matriz polimérica (dopagem e de-dopagem), ou seja, na oxidação a entrada de dopantes corresponde um decréscimo de frequência, enquanto que na redução a saída destas espécies corresponde a um aumento de frequência. Os filmes PPy sintetizados foram depois modificados por precipitação electroless de partículas de Pd a partir de uma solução ácida de Pd (II). As propriedades dos eléctrodos modificados foram analisadas através de uma combinação de técnicas electroquímicas e morfológicas, tais como voltametria cíclica, microbalança electroquímica de cristal de quartzo, e microscopia óptica.
Descrição: Tese de mestrado em Química, apresentada à Universidade de Lisboa, através da Faculdade de Ciências, 2008
URI: http://catalogo.ul.pt/F/?func=item-global&doc_library=ULB01&type=03&doc_number=000564630
http://hdl.handle.net/10451/1347
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