Электрохимическое формирование нанокомпозитов полимер/наночастицы золота и платины

Обложка

Цитировать

Полный текст

Аннотация

Методами хроноамперометрии и импедансной спектроскопии исследован механизм электрохимического формирования нанокомпозита на основе полиметилолакриламида с включением наночастиц золота и платины. Установлено, что процесс является сложным и включает электрохимические (образование радикалов, синтез наночастиц AuNPs и PtNPs, электроосаждение подслоя Zn) и химические (инициирование полимеризации и формирование полимерного слоя, включение наночастиц в полимерную матрицу) стадии, протекающие одновременно в течение 5–10 мин. Обнаружено, что в результате этих процессов емкость электрода проходит через максимум, а сопротивление возрастает, что связано как с осаждением на катоде новой кристаллической фазы, так и с изолирующим действием полимера. Включение наночастиц металлов в пленку увеличивает электропроводность нанокомпозита.

Об авторах

Л. Г. Колзунова

Институт химии ДВО РАН, Владивосток, Россия

Email: kolzunova@ich.dvo.ru

Е. В. Щитовская

Институт химии ДВО РАН, Владивосток, Россия; Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия

Email: evlad59@mail.ru

В. Г. Емельянова

Институт химии ДВО РАН, Владивосток, Россия; Дальневосточный федеральный университет, Владивосток, Россия

Email: viktoriaemelanova4507@gmail.com

В. С. Егоркин

Институт химии ДВО РАН, Владивосток, Россия

Email: egorkin@ich.dvo.ru

Список литературы

  1. Sahu S.K., Boggarapu V., SreekanthP.S.R. Improvements in the mechanical and thermal characteristicsof polymer matrix composites reinforced with various nanofillers: abrief review // Mater. Today. 2024. Vol. 113. P. 1–8.
  2. Sahu S.K., Badgayan N.D., Samanta S., Sreekanth P.S.R. Quasistatic and dynamic nanomechanical properties of HDPE reinforced with 0/1/2 dimensional carbon nanofillers based hybrid nanocomposite using nanoindentation // Mater. Chem. Phys. 2018. Vol. 203. P. 173–184.
  3. Badgayan N.D., Sahu S.K., Samanta S., Sreekanth P.S.R. An insight into mechanical properties of polymer nanocomposites reinforced with multidimensional filler system: a state of art review // Mater. Today. Proc. 2020. Vol. 24. P. 422–431.
  4. Yang X., Li S., Yang Y., Huang X., Huang X., Li L., Yang W., Zhang Z., Shen G., Hou X., Cui Q., Chen A. Novel AuNPs/Fe–MOF based molecularly imprinted electrochemical sensors for detection of hydroxy-α-sanshool and hydroxy-(α+β)-sanshool in Zanthoxylumbungeanum Maxim and its processed products // Microchem. J. 2025. Vol. 209. P. 112873.
  5. Al-Ghamdi Y.O., Saeed G., Ali M., Ali K. Polymers blended peanuts activated carbon composite hydrogels fabricated AgNPs as dip-catalyst for industrial dyes discoloration in aqueous medium // Ind. Crops Prod. 2022. Vol. 188. P. 115588.
  6. Pattadakal S., Ghatti V., Chapi S., Vidya G., Kumarswamy Y.K.; Raghu M.S., Vidyavathi G.T., Nandihalli N., Kasai D.R. Poly(vinyl alcohol) Nanocomposites Reinforced with CuO Nanoparticles Extracted by Ocimum sanctum: Evaluation of Wound-Healing Applications // Polymers. 2025. Vol. 17. P. 400.
  7. Chumachenko V., Kutsevol N., Rawiso M., Schmutz M., Blanck C.In situformation of silver nanoparticles in linear and branched polyelectrolyte matrices using various reducing agents // Nanoscale Research Lett. 2014. Vol. 9. P. 164.
  8. Tang E., Cheng G., Pang X., Ma X., Xing F. Synthesis of nano-ZnO/poly(methyl methacrylate) composite microsphere through emulsion polymerization and its UV-shielding property // Colloid Polym. Sci. 2006. Vol. 284, No. 4. P. 422–428.
  9. Alkayal N.S. Fabrication of Cross-Linked PMMA/SnO2Nanocomposites for Highly Efficient Removal of Chromium(III) from Wastewater // Polymers. 2022. Vol. 14, No. 10. P. 2101.
  10. Mourato A., Wong S.M., Siegenthaler H., Abrantes L.M. Polyaniline films containing palladium microparticles for electrocatalytic purposes // J. Solid State Electrochem. 2006. Vol. 10, No. 3. P. 140–147.
  11. Pei X., Liu J., Zhang Y., Huang Y., Li Z., Niu X., Zhang W., Sun W. Tetrahedral DNA-linked aptamer-antibody-based sandwich-type electrochemical sensor with Ag@Au core-shell nanoparticles as a signal amplifier for highly sensitive detection of α-fetoprotein // Microchim. Acta. 2024. Vol. 191. P. 414.
  12. Щитовская Е.В., Карпенко М.А., Колзунова Л.Г., Сарин С.А. Электрохимическое включение частиц золота в непроводящую полиметилолакриламидную пленку // Вестн. ДВО РАН. 2017. № 6. С. 75–80.
  13. Колзунова Л.Г., Щитовская Е.В., Карпенко М.А., Родзик И.Г. Потенциостатическое формирование композита полимер/наночастицы серебра // Вестн. ДВО РАН. 2020. № 1. С. 26–31.
  14. Щитовская Е.В., Колзунова Л.Г., Курявый В.Г., Слободюк А.Б. Электрохимическое формирование и свойства полиметилолакриламидной пленки с включением частиц платины // Электрохимия. 2015. Т. 51, № 12. С. 1235–1246.
  15. Колзунова Л.Г., Рунов А.К., Щитовская Е.В. Способ получения композитного материала, обладающего фотокаталитическими свойствами: пат. 2690378 (Россия). 2019.
  16. Kolzunova L.G., Shchitovskaya E.V. Single-Step Electrochemical Synthesis of Composite Polymethylolacrylamide/Ultrafine Polytetrafluoroethylene // Russ. J. Electrochem. 2023. Vol. 59, No. 10. P. 774–786.
  17. Karabiberoğlu Ş., Dursun Z. Au–Pt bimetallic nanoparticles anchored on conducting polymer: An effective electrocatalyst for direct electrooxidation of sodium borohydride in alkaline solution // Mater. Sci. Eng.: B. 2023. Vol. 288. P. 116158.
  18. Han C., Li H., Zhao B., Chen M. Ultrasensitive electrochemical detection of miDNA-21 in human serum based on synergistic signal amplification by conducting polymers and bimetallic nanoparticles // Microchem. J. 2024. Vol. 207. P. 111956.
  19. Sevcik J., Urbanek P., Skoda D., Jamatia T. Energy resolved-electrochemical impedance spectroscopy investigation of the role of Al-doped ZnO nanoparticles in electronic structure modification of polymer nanocomposite LEDs // Mater. Des. 2021. Vol. 205. P. 109738.
  20. Hallemans N., Howey D., Battistel A., Saniee N.F. Electrochemical impedance spectroscopy beyond linearity and stationarity: a critical review // Electrochim. Acta. 2023. Vol. 466. P. 142939.
  21. Ribeiro J.A., Jorge P. Applications of electrochemical impedance spectroscopy in disease diagnosis: a review // Sens. Actuators, B. 2024. Vol. 8. P. 100205.
  22. Jimenez-Perez R., Agrisuelas J., Gomis-Berenguer A., Baeza-Romero M. One-pot electrodeposition of multilayered 3D PtNi/polymer nanocomposite. H2O2determination in aerosol phase // Electrochim. Acta. 2023. Vol. 461. P. 142683.
  23. Wang X., Koirala S., Xu L., Li Q. Insights in emerging Ti3C2TxMXene-enriched polymeric coatings for metallic surface protection: Advancements in microstructure, anti-aging, and electrochemical performance // Prog. Org. Coat. 2024. Vol. 194. P. 108606.
  24. Dai H., Zhang S., Wei J., Jiao T. A self-powered photoelectrochemical aptasensing platform for microcystin-LR cathodic detection via integrating Bi2S3CuInS2photocathode // Sens. Actuators, B. Chem. 2023. Vol. 397. P. 134692.
  25. Barsoukov E., Macdonald J.R. Impedance spectroscopy: theory, experiment and application. Second edition. N. Y.: Wiley, 2005. 595 p.
  26. Grabovsky Y., Guynee J. A theory of inductive loops in electrochemical impedance spectroscopy. 2023. https://doi.org/10.48550/arXiv.2301.05024

Дополнительные файлы

Доп. файлы
Действие
1. JATS XML
Скачать

© Российская академия наук, 2025

Согласие на обработку персональных данных с помощью сервиса «Яндекс.Метрика»

1. Я (далее – «Пользователь» или «Субъект персональных данных»), осуществляя использование сайта https://journals.rcsi.science/ (далее – «Сайт»), подтверждая свою полную дееспособность даю согласие на обработку персональных данных с использованием средств автоматизации Оператору - федеральному государственному бюджетному учреждению «Российский центр научной информации» (РЦНИ), далее – «Оператор», расположенному по адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А, со следующими условиями.

2. Категории обрабатываемых данных: файлы «cookies» (куки-файлы). Файлы «cookie» – это небольшой текстовый файл, который веб-сервер может хранить в браузере Пользователя. Данные файлы веб-сервер загружает на устройство Пользователя при посещении им Сайта. При каждом следующем посещении Пользователем Сайта «cookie» файлы отправляются на Сайт Оператора. Данные файлы позволяют Сайту распознавать устройство Пользователя. Содержимое такого файла может как относиться, так и не относиться к персональным данным, в зависимости от того, содержит ли такой файл персональные данные или содержит обезличенные технические данные.

3. Цель обработки персональных данных: анализ пользовательской активности с помощью сервиса «Яндекс.Метрика».

4. Категории субъектов персональных данных: все Пользователи Сайта, которые дали согласие на обработку файлов «cookie».

5. Способы обработки: сбор, запись, систематизация, накопление, хранение, уточнение (обновление, изменение), извлечение, использование, передача (доступ, предоставление), блокирование, удаление, уничтожение персональных данных.

6. Срок обработки и хранения: до получения от Субъекта персональных данных требования о прекращении обработки/отзыва согласия.

7. Способ отзыва: заявление об отзыве в письменном виде путём его направления на адрес электронной почты Оператора: info@rcsi.science или путем письменного обращения по юридическому адресу: 119991, г. Москва, Ленинский просп., д.32А

8. Субъект персональных данных вправе запретить своему оборудованию прием этих данных или ограничить прием этих данных. При отказе от получения таких данных или при ограничении приема данных некоторые функции Сайта могут работать некорректно. Субъект персональных данных обязуется сам настроить свое оборудование таким способом, чтобы оно обеспечивало адекватный его желаниям режим работы и уровень защиты данных файлов «cookie», Оператор не предоставляет технологических и правовых консультаций на темы подобного характера.

9. Порядок уничтожения персональных данных при достижении цели их обработки или при наступлении иных законных оснований определяется Оператором в соответствии с законодательством Российской Федерации.

10. Я согласен/согласна квалифицировать в качестве своей простой электронной подписи под настоящим Согласием и под Политикой обработки персональных данных выполнение мною следующего действия на сайте: https://journals.rcsi.science/ нажатие мною на интерфейсе с текстом: «Сайт использует сервис «Яндекс.Метрика» (который использует файлы «cookie») на элемент с текстом «Принять и продолжить».