Формирование и функционирование проводящих полимеров в ионных жидкостях

РГПУ им. А.И. Герцена, Санкт-Петербург

Проводящие полимеры в ионных жидкостях (ИЖ) к настоящему времени исследованы крайне недостаточно, работы по синтезу и поведению полимерных комплексов переходных металлов с основаниями Шиффа в ИЖ в литературе вообще отсутствуют. В то же время, сочетание уникальных свойств указанных полимеров и ИЖ может привести к серьезным достижениям в области электрохимии проводящих полимеров и созданию новых энергозапасающих и электрокаталитических устройств.

В качестве исходного соединения для синтеза проводящего полимера в данной работе был использован комплекс никеля (II) - N,N'-2,3-диметилбутан-2,3-диил-бис(салицилидениминато) никель (II) - [Ni(SaltmEn)]. Исследования проводились в трех ионных жидкостях (Рис.): бис(трифторметилсульфонил)имид 1-этил-3-метилимидазолия (I), тетрафтороборат 1-бутил-3-метилимидазолия (II) (обе - Sigma-Aldrich), гексафторофосфат 1-бутил-3-метилимидазолия (III) (Acros Organics).

Рис. Строение ИЖ, использованных в работе.

Основные результаты работы:

1. Впервые проведено исследование процесса полимеризации комплекса никеля с основанием Шиффа и редокс-процессов с участием полимера в ионных жидкостях.
2. Установлено, что в тетрафтороборате 1-бутил-3-метилимидазолия (II) полимер образуется и функционирует в окислительно-восстановительных превращениях с наиболее высокими скоростями по сравнению с другими исследованными ИЖ.
3. Образование и функционирование полимера  поли-[Ni(SaltmEn)] в  ИЖ протекает при участии анионов в компенсации заряда в полимере, подобно тому, как это происходит в ацетонитрильных растворах.
4. Вероятной причиной заторможенности процесса полимеризации и окисления-восстановления полимера в бис(трифторметилсульфонил)имиде 1-этил-3-метилимидазолия (I) является большой размер аниона.
5. Основной причиной, не позволяющей проводить полимеризацию и редокс-процессы с участием исследуемого комплекса в гексафторофосфате 1-бутил-3-метилимидазолия (III), по-видимому, является низкая подвижность аниона гексафторофосфата вследствие большого количества водородных связей H---F между катионом и анионом ИЖ.

    Работа выполнена при финансовой поддержке РФФИ ((гранты 15-03-07480а и 14-29-04057 офи_м)