Síntesis y caracterización microscópica, magnética y electroquímica de compositos de Polianilina y nanopartículas de CoFe2O4

ROMINA A. LANDA; MARTÍN NEGRI; P. SOLEDAD ANTONEL

Buenos Aires

Congreso; XIX Encuentro de Superficies y Materiales Nanoestructurados NANO 2019; 2019

Comisión Nacional de Energía Atómica (Centro Atómico Constituyentes) e Instituto Nacional de Tecnología Industrial (INTI)

Los compositos de nanoestructuras magnéticas y polímeros conductores resultan muy interesante, dado que los mismos presentan funcionalidades múltiples, combinando la conductividad eléctrica de los polímeros con la propiedad magnética de las nanoestructuras. De esta manera, estos materiales resultan muy prometedores para el desarrollo de dispositivos magnéticos con conducción eléctrica, existiendo la posibilidad de tener propiedades controlables eléctricamente a través de procesos electroquímicos en la matriz del polímero. Además, estos compositos son prometedores como supercapacitores, según se encuentra reportado en literatura [1,2]. En el presente trabajo se sintetizaron por vía electroquímica compositos basados en polianilina (PANI) y nanopartículas magnéticas de CoFe2O4, mediante la polimerización de anilina en presencia de una dispersión de dichas nanopartículas. Se los caracterizó mediante diversas técnicas microscópicas (SEM, AFM, MFM) y se estudiaron sus propiedades magnéticas mediante el uso de un magnetómetro de muestra vibrante (VSM), y eléctricas a través de la técnica voltamperometría cíclica (VC). Se observó que las nanopartículas fueron incorporadas con éxito en los films, conservando su tamaño y quedando dispersas en la matriz polimérica. Además, se encontró que estos materiales presentan los picos característicos de PANI en la VC, hecho que indica que la polimerización fue exitosa y que la PANIA conserva sus propiedades electroquímicas aún en presencia de las nanopartículas de CoFe2O4. Por otro lado, en este trabajo se presentan los resultados obtenidos al realizar un estudio sobre la capacidad electroquímica de los materiales obtenidos, mediante la técnica de espectroscopía de impedancia electroquímica (EIS) a distintos potenciales aplicados. Para el caso de PANI pura se encontró un circuito equivalente mediante el cual se pudo realizar un ajuste satisfactorio de los resultados obtenidos. Se observó que la capacidad electroquímica del sistema depende fuertemente del potencial aplicado, es decir, del estado de oxidación de la PANI. En el caso de los compositos, se obtuvo un comportamiento análogo al de PANI pura con respecto a su estado de oxidación y, además, los resultados obtenidos indican que la capacidad electroquímica depende de la cantidad de nanopartículas incorporadas en el film. A partir de todas las caracterizaciones llevadas a cabo se puede concluir que una mayor cantidad de nanopartículas adicionadas al medio de polimerización y/o mayor cantidad de PANI depositada, da lugar a una mayor incorporación de las nanopartículas en los compositos. Por último, es posible modular el comportamiento capacitivo de los compositos, tanto con la variación del potencial como con la proporción de las nanopartículas incorporadas en los mismos.Referencias:[1] Radhakrishnan S., Rao C. R. K., Vijayan M. (2011). Journal of Applied Polymer Science, 122, 1510-1518.[2] Wu Q., Chen M., Chen K., Wang S., Wang C., Diao G. (2015). Journal of Materials Science, 51, 1572-1580.