[학위논문]수용액에서 도판트 PTSA를 도핑시켜 화학적으로 합성한 Polyprrole의 물리화학적 특성 연구 (The) physicochemical properties of polypyrrole doped with p-toluene sulfonic acid (PTSA) as a dopant in aqueous solution synthesized by a chemical method원문보기
크기가 큰 도판트 ρ-toluene sulfonic acid (PTSA)로 도프시켜 PPy-PTS을 합성하기 위해 수용액 상태에서 산화제 APS를 사용하여 도판트의 농도를 0M, 0.2M, 0.6M, 1.0M, 3.0M씩 다르게 하여 ‘in-situ doping polymerization’ 방법으로 PPy-PTS을 합성하였다. 합성된 PPy-PTS의 FT-IR, SEM, ...
크기가 큰 도판트 ρ-toluene sulfonic acid (PTSA)로 도프시켜 PPy-PTS을 합성하기 위해 수용액 상태에서 산화제 APS를 사용하여 도판트의 농도를 0M, 0.2M, 0.6M, 1.0M, 3.0M씩 다르게 하여 ‘in-situ doping polymerization’ 방법으로 PPy-PTS을 합성하였다. 합성된 PPy-PTS의 FT-IR, SEM, TGA, 전기전도도를 측정하여 물리화학적 특성을 조사였다. 합성된 PPy-PTS은 도판트의 농도와 표면형태에 따라 전기전도도의 차이를 나타내었다.도판트 PTSA를 도핑시켜 화학적 방법으로 합성한 PPy-PTS은 SEM을 통해 섬유모양의 표면형태를 갖는 것을 확인하였으며, 이러한 표면형태는 PTSA의 농도에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. PTSA의 농도가 증가할수록 PPy-PTS의 표면형태는 알갱이-섬유-덩어리로 변하는 것을 관찰하였다. PTSA의 농도가 0.6M일 때 직경이 80~250nm의 섬유모양을 가지며, 가장 높은 전기전도도인 198 Scm를 나타냈었으며 이는 PTSA를 첨가하지 않고 표면형태가 과립질형일 때의 PPy-PTS보다 약 8배 정도 전기전도도가 향상하였다. FT-IR 분광분석을 통해서 폴리피롤내에 도판트 PTSA가 효과적으로 도핑되어 합성되었으며, 전기적 성질을 나타내는 전하운반체인 폴라론과 바이폴라론을 FT-IR 분광분석에서 간접적으로 알 수 있었다. 또한 합성된 폴리피롤의 열적 안정성을 알아보기 위해서 TGA 분석 통해 합성된 PPy-PTS는 도판트 PTSA를 첨가하지 않는 것에 비해 분해 온도가 높은 것으로 나타났으며 열적으로 더욱 안정한 전도성 고분자임을 알 수 있었다. 합성된 폴리피롤은 도판트의 농도와 합성 방법 등에 의해 표면형태, 크기, 전기적 성질를 조절할 수 있었다. 전기 전도도의 온도 의존성을 살펴본 결과, 합성한 폴리피롤은 반도체적인 성질을 나타내며 이들의 전도 메카니즘은 모두 3차원의 모든 방향으로 건너뜀(hopping)이 존재하는 3-D VRH(Three Dimensional VariableRange Hopping) 모델에 잘 들어 맞는 경향을 나타내었다.
크기가 큰 도판트 ρ-toluene sulfonic acid (PTSA)로 도프시켜 PPy-PTS을 합성하기 위해 수용액 상태에서 산화제 APS를 사용하여 도판트의 농도를 0M, 0.2M, 0.6M, 1.0M, 3.0M씩 다르게 하여 ‘in-situ doping polymerization’ 방법으로 PPy-PTS을 합성하였다. 합성된 PPy-PTS의 FT-IR, SEM, TGA, 전기전도도를 측정하여 물리화학적 특성을 조사였다. 합성된 PPy-PTS은 도판트의 농도와 표면형태에 따라 전기전도도의 차이를 나타내었다.도판트 PTSA를 도핑시켜 화학적 방법으로 합성한 PPy-PTS은 SEM을 통해 섬유모양의 표면형태를 갖는 것을 확인하였으며, 이러한 표면형태는 PTSA의 농도에 영향을 받는 것을 알 수 있었다. PTSA의 농도가 증가할수록 PPy-PTS의 표면형태는 알갱이-섬유-덩어리로 변하는 것을 관찰하였다. PTSA의 농도가 0.6M일 때 직경이 80~250nm의 섬유모양을 가지며, 가장 높은 전기전도도인 198 Scm를 나타냈었으며 이는 PTSA를 첨가하지 않고 표면형태가 과립질형일 때의 PPy-PTS보다 약 8배 정도 전기전도도가 향상하였다. FT-IR 분광분석을 통해서 폴리피롤내에 도판트 PTSA가 효과적으로 도핑되어 합성되었으며, 전기적 성질을 나타내는 전하운반체인 폴라론과 바이폴라론을 FT-IR 분광분석에서 간접적으로 알 수 있었다. 또한 합성된 폴리피롤의 열적 안정성을 알아보기 위해서 TGA 분석 통해 합성된 PPy-PTS는 도판트 PTSA를 첨가하지 않는 것에 비해 분해 온도가 높은 것으로 나타났으며 열적으로 더욱 안정한 전도성 고분자임을 알 수 있었다. 합성된 폴리피롤은 도판트의 농도와 합성 방법 등에 의해 표면형태, 크기, 전기적 성질를 조절할 수 있었다. 전기 전도도의 온도 의존성을 살펴본 결과, 합성한 폴리피롤은 반도체적인 성질을 나타내며 이들의 전도 메카니즘은 모두 3차원의 모든 방향으로 건너뜀(hopping)이 존재하는 3-D VRH(Three Dimensional Variable Range Hopping) 모델에 잘 들어 맞는 경향을 나타내었다.
Polypyrroles doped with p-toluene sulfonic acid (PTSA) as a dopant were systhesized by in-situ doping polymerization method in aqueous solution. When the polymerization were carried out by using APS as an oxidant, the concentrations of PTSA were changed from 0M, 0.2M, 0.6M and 1.0M and 3.0M. The phy...
Polypyrroles doped with p-toluene sulfonic acid (PTSA) as a dopant were systhesized by in-situ doping polymerization method in aqueous solution. When the polymerization were carried out by using APS as an oxidant, the concentrations of PTSA were changed from 0M, 0.2M, 0.6M and 1.0M and 3.0M. The physicochemocal properties of PPy-PTS was investigated by FT-IR spectra, SEM iamges, TGA and electrical conductivity measurements.The morphologies of fibers were observed from the images of scanning electron microscopy. It was found that the morphology of the resulting PPy-PTS was significantly variated by the concentration of PTSA. When the concentration of PTSA was increased, the morphologies of PPy-PTS varied from grain via fiber to block. The maximum electrical conductivity at room temperature is 198 Scm for PPy-PTS(0.6M), which is much higher than that of the PPy without PTSA. The molecular structure of the resulting PPy-PTS was confirmed by FT-IR and TGA measurements. From the temperature dependence of the electrical conductivity the conduction mechanism is 3D-VRH(three dimensional-variable range hopping) model.
Polypyrroles doped with p-toluene sulfonic acid (PTSA) as a dopant were systhesized by in-situ doping polymerization method in aqueous solution. When the polymerization were carried out by using APS as an oxidant, the concentrations of PTSA were changed from 0M, 0.2M, 0.6M and 1.0M and 3.0M. The physicochemocal properties of PPy-PTS was investigated by FT-IR spectra, SEM iamges, TGA and electrical conductivity measurements.The morphologies of fibers were observed from the images of scanning electron microscopy. It was found that the morphology of the resulting PPy-PTS was significantly variated by the concentration of PTSA. When the concentration of PTSA was increased, the morphologies of PPy-PTS varied from grain via fiber to block. The maximum electrical conductivity at room temperature is 198 Scm for PPy-PTS(0.6M), which is much higher than that of the PPy without PTSA. The molecular structure of the resulting PPy-PTS was confirmed by FT-IR and TGA measurements. From the temperature dependence of the electrical conductivity the conduction mechanism is 3D-VRH(three dimensional-variable range hopping) model.
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