In der vorliegenden Arbeit wird erstmals ueber elektrochemische in situ Messungen zur Temperaturabhaengigkeit der Leitfaehigkeit von intrinsisch leitenden Polymeren berichtet. Die Leitfaehigkeit von metallischen Leitern nimmt mit der Temperatur ab. Dafuer sind die mit der Temperatur groesserwerdenden Phononenschwingungen im Festkoerper verantwortlich. Bei Halbleitern nimmt die Leitfaehigkeit mit steigender Temperatur zu, weil mehr Ladungstraeger freigesetzt werden. Die Leitfaehigkeit von intrinsisch leitenden Polymeren wird mit dem Polaron-/ Bipolaron-Modell erklaert, welches sich im wesentlichen auf Elemente des Halbleitermodells stuetzt. Daher wird auch bei intrinsisch leitenden Polyeren eine zunehmende Leitfaehigkeit mit steigender Temperatur erwartet. Die verschiedenen elektrochemischen Herstellungsverfahren, die sich in ihrem E-t-Verlauf unterscheiden, ergaben, dass man leitfaehiges Polyanilin nach allen drei Verfahren, jedoch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, erhaelt. Polyindolin bildet sich nur bei der potentiodynamischen Abscheidung in akzeptabler Qualitaet. Bei der potentiostatischen und der Potential-Sprung- Methode tritt offensichtlich schon waehrend der Herstellung die irreversible anodische Oxidation des Polymers auf. Die Messungen zur Zeitabhaengigkeit der Leitfaehigkeit, die als Grundlinie fuer die T-Abhaengigkeitsmessugen erforderlich waren, ergaben in allen Experimenten eine Abnahme der Leitfaehigkeit mit der Zeit. Bei Polyanilin nahmen die Leitfaehigkeiten bei den drei Herstellungsverfahren unter- schiedlich schnell ab. Bei Polyindolin scheint die zeitabhaengige Verlauf der Leitfaehigkeit vom Herstellungsverfahren unabhaengig zu sein. Bei Polyanilin und Polyindolin nimmt die Leitfaehigkeit mit der Temperatur zu. Der LF-T-Verlauf beschreibt dabei eine e-Funktion. Die Auswertung ergibt Aktivierungsenergien fuer die Freisetzung von Ladungstraegern, die im Bereich von 0,2 bis 0,5 eV liegen. Der Vergleich mit spektroskopischen Daten (UV-vis, IR) in der Literatur zeigt, dass zwischen 0,5 eV und 1,5 eV elektronische Uebergaenge beobachtet worden sind, deren Intensitaet mit zunehmender Leitfaehigkeit der Polymerfilme steigt, und die man deshalb als Aktivierungs- energien der Leitfaehigkeit interpretiert. Oberhalb einer bestimmten Temperatur (Polyanilin: 80 Grad C, Polyindolin: 65 Grad C) bricht die Leitfaehigkeit schnell zusammen. Dies ist auf einen thermischen Abbau des Polymers zurueckzufuehren. Bei beiden Polymeren veraendern sich die zyklischen Voltamogramme, die das Redoxverhalten der Polymere wiedergeben, ab den o.g. Temperaturen sprunghaft. Bei Polyanilin tritt ein neuer Peak auf, den ich als Oxidationspeak eines Abbauproduktes interpretiere. Eine genaue Identifizierung des Abbauproduktes ist mit den zur Verfuegung stehenden Methoden nicht moeglich gewesen.

The aim of this study is a preparation of polyaniline stationary phases doped with silver for application in HPLC. Various polyaniline coated stationary phases differing in the addition of AgNO3 were polymerized. Some of them were subjected to Ag sedimentation, in others AgNO3 was added after polymerization. Stationary phases were investigated by scanning electron microscopy, atomic absorption spectroscopy, Raman spectroscopy, and Fourier transformation infrared spectroscopy. Columns filled with prepared stationary phases were compared with silver-free polyaniline column by separating a mixture consisting of caffeine, theobromine and theophylline in three chromatographic modes (NP-pure ACN, HILIC-98/2 (v/v) ACN/water and RP-20/80 (v/v) ACN/water) at a flow rate of 5 µL/min with UV detection at 265 nm and also by separating a mixture of 2'-aminoacetophenone, 3'-aminoacetophenone and 4'-aminoacetophenone in the same chromatographic modes, at a flow rate of 5 µL/min except from RP mode where a flow rate of 10 µL/min was used to accelerate separation. Polyaniline-coated columns doped with silver showed different selectivity in the RP mode of the mixture of caffeine, theobromine and theophylline when compared to polyaniline-coated columns without the addition of silver. Further, the columns were tested for...

This Ph.D. thesis is dealing with catalytic polymerization of aniline (ANI) and partially also of substituted anilines with FeCl3/H2O2 catalyst system, in which according to obtained results both active species, Fe3+ and HO , participate in the overall polymerization mechanism, creating a synergic system. The Fe3+ /H2O2 catalyst system, also called Fenton's system can considerably lower contamination of forming neat polyanilines (PANIs) by side-products characteristic of stoichiometric polymerization. However, catalytically prepared PANIs exhibit reduced conductivity related most probably to side reactions involving radicals generated as integral components of the FeCl3/H2O2 system. Catalytic polymerization of ANI with FeCl3/H2O2 system was found to be the reaction of approx. 2nd order with respect to ANI and gives PANIs of a good quality only when [H2O2] in the reaction mixture was kept low, i.e., at under- stoichiometric ratios [H2O2]/[ANI]. At over-stoichiometric ratio [H2O2]/[ANI], PANIs of lowered conductivity, worse spectroscopic characteristics and increased size of PANI nanostructures were obtained; nevertheless, these PANIs were not over-oxidized to pernigraniline state. The reaction-time profiles of the open-circuit potential of reaction mixtures exhibited an inflection related to the...

This work deals with the issues of using conducting polymers for supercapacitor electrodes and optimizing the technological process for their production. The work focuses on optimizing the amount of polymer used in order to achieve the most capacity. The methodology consists of creating an appropriate experimental electrode and subsequent measuring its associated capacity with BioLogic. This approach leads to creating charts which show the dependencies of capacity on the amount of polymer used.

In der vorliegenden Arbeit wird erstmals ueber elektrochemische in situ Messungen zur Temperaturabhaengigkeit der Leitfaehigkeit von intrinsisch leitenden Polymeren berichtet. Die Leitfaehigkeit von metallischen Leitern nimmt mit der Temperatur ab. Dafuer sind die mit der Temperatur groesserwerdenden Phononenschwingungen im Festkoerper verantwortlich. Bei Halbleitern nimmt die Leitfaehigkeit mit steigender Temperatur zu, weil mehr Ladungstraeger freigesetzt werden. Die Leitfaehigkeit von intrinsisch leitenden Polymeren wird mit dem Polaron-/ Bipolaron-Modell erklaert, welches sich im wesentlichen auf Elemente des Halbleitermodells stuetzt. Daher wird auch bei intrinsisch leitenden Polyeren eine zunehmende Leitfaehigkeit mit steigender Temperatur erwartet. Die verschiedenen elektrochemischen Herstellungsverfahren, die sich in ihrem E-t-Verlauf unterscheiden, ergaben, dass man leitfaehiges Polyanilin nach allen drei Verfahren, jedoch mit unterschiedlicher Geschwindigkeit, erhaelt. Polyindolin bildet sich nur bei der potentiodynamischen Abscheidung in akzeptabler Qualitaet. Bei der potentiostatischen und der Potential-Sprung- Methode tritt offensichtlich schon waehrend der Herstellung die irreversible anodische Oxidation des Polymers auf. Die Messungen zur Zeitabhaengigkeit der Leitfaehigkeit, die als Grundlinie fuer die T-Abhaengigkeitsmessugen erforderlich waren, ergaben in allen Experimenten eine Abnahme der Leitfaehigkeit mit der Zeit. Bei Polyanilin nahmen die Leitfaehigkeiten bei den drei Herstellungsverfahren unter- schiedlich schnell ab. Bei Polyindolin scheint die zeitabhaengige Verlauf der Leitfaehigkeit vom Herstellungsverfahren unabhaengig zu sein. Bei Polyanilin und Polyindolin nimmt die Leitfaehigkeit mit der Temperatur zu. Der LF-T-Verlauf beschreibt dabei eine e-Funktion. Die Auswertung ergibt Aktivierungsenergien fuer die Freisetzung von Ladungstraegern, die im Bereich von 0,2 bis 0,5 eV liegen. Der Vergleich mit spektroskopischen Daten (UV-vis, IR) in der Literatur zeigt, dass zwischen 0,5 eV und 1,5 eV elektronische Uebergaenge beobachtet worden sind, deren Intensitaet mit zunehmender Leitfaehigkeit der Polymerfilme steigt, und die man deshalb als Aktivierungs- energien der Leitfaehigkeit interpretiert. Oberhalb einer bestimmten Temperatur (Polyanilin: 80 Grad C, Polyindolin: 65 Grad C) bricht die Leitfaehigkeit schnell zusammen. Dies ist auf einen thermischen Abbau des Polymers zurueckzufuehren. Bei beiden Polymeren veraendern sich die zyklischen Voltamogramme, die das Redoxverhalten der Polymere wiedergeben, ab den o.g. Temperaturen sprunghaft. Bei Polyanilin tritt ein neuer Peak auf, den ich als Oxidationspeak eines Abbauproduktes interpretiere. Eine genaue Identifizierung des Abbauproduktes ist mit den zur Verfuegung stehenden Methoden nicht moeglich gewesen.

Our aim in the present work is to provide and evaluate AC and DC characteristics of the polyaniline based materials. Different experiemtal techniques and devices have been used to achieve this goal. An introduction to the theoretical concepts of conductivity is given as well. The core of this thesis is an investigation of temperature and low pressure dependences, as well as the ageing effects for two systems (composites) in respect of the different preparation conditions such as dopants and their molar concentration, origin and the content of inorganic component and the way of polymerisation. An agreement with theoretical models is discussed.

In this Thesis, the structure of thin films formed by a conducting polymer, polyaniline, was studied using mainly infrared and Raman spectroscopies. That led to the study of aniline oligomers. The oligomers play a key role in the formation of thin films and nanostructures of polyaniline. Furthermore, the Thesis deals with the carbonization of various forms of polyaniline (granular polyaniline base, thin films of polyaniline salt, multi-wall carbon nanotubes coated with polyaniline salt or base, polyaniline nanotubes/nanorods prepared in the presence of ethanol). The two topics, aniline oligomers and carbonization of polyaniline, are connected by a paper concerning the carbonization of microspheres formed during oxidation of aniline in alkaline medium. Optical microscopy, transmission and scanning electron microscopy, UV-Vis spectroscopy, spectroscopic ellipsometry, wide angle X-ray scattering and thermogravimetric analysis were used.

Die elektronischen Transporteigenschaften von Polymerketten haengen sehr stark von deren strukturellen Eigenschaften und der Temperatur ab. Auf der Basis vorhandener Bandstrukturdaten wird ein empirischer Tight-Binding-Hamiltonoperator fuer ausgewaehlte Polyanilinstrukturen konstruiert. Mit den so erhaltenen Parametern ist es moeglich, Unordnung in die Polymerkette einzufuehren, wie sie durch Polaronen- Paarbildung und Bipolarondefekte bei niedrigen Temperaturen auftritt. Die Streukoeffizienten des Systems bestimmen die Transmission durch die Kette und damit den Leitwert des Systems im Rahmen der Landauer-Buettiker- Theorie. Der Einfluss von Dissipation auf die Transporteigenschaften des Polymers wird mit Hilfe zweier Modelle untersucht. Zum einen kann inelastische Streuung durch Kopplung des Systems an zusaetzliche Elektronenreservoire eingefuehrt werden, dies ist ein sehr phaenomenologisches Modell. Die Kopplung des zu untersuchenden Systems an Reservoire harmonischer Oszillatoren bietet die Moeglichkeit, dissipative Prozesse auf der Basis eines Hamiltonoperators einzufuehren. Beide Modelle lassen sich mit Hilfe der gleichen Greens-Funktionen-Methode loesen. Polyanilin kann sowohl in Form von einzelnen, in einer isolierenden Matrix eingebetteten Polymerketten als auch in groesseren Aggregaten von miteinander gekoppelten Ketten vorliegen. Zur Beschreibung dieser quasi-eindimensionalen Systeme wird das Tight-Binding-Modell auf drei Dimensionen erweitert und die Transporteigenschaften in Abhaengigkeit von der Systemgroesse diskutiert. Im Anschluss daran wird durch Einfuehrung dissipativer Prozesse das Material auf die Moeglichkeit eines Metall-Isolator-Ueberganges untersucht.

Despite the availability of numerous two-dimensional (2D) materials with structural ordering at the atomic or molecular level, direct construction of mesoscale-ordered superstructures within a 2D monolayer remains an enormous challenge. Here, we report the synergic manipulation of two types of assemblies in different dimensions to achieve 2D conducting polymer nanosheets with structural ordering at the mesoscale. The supramolecular assemblies of amphipathic perfluorinated carboxylic acids and block co-polymers serve as 2D interfaces and meso-inducing moieties, respectively, which guide the polymerization of aniline into 2D, freestanding mesoporous conducting polymer nanosheets. Grazingincidence small-angle X-ray scattering combined with various microscopy demonstrates that the resulting mesoscale-ordered nanosheets have hexagonal lattice with d-spacing of about 30 nm, customizable pore sizes of 7–18 nm and thicknesses of 13–45 nm, and high surface area. Such template-directed assembly produces polyaniline nanosheets with enhanced π–π stacking interactions, thereby resulting in anisotropic and record-high electrical conductivity of approximately 41 S cm–1 for the pristine polyaniline nanosheet based film and approximately 188 S cm–1 for the hydrochloric acid-doped counterpart. Our moldable approach creates a new family of mesoscale-ordered structures as well as opens avenues to the programmed assembly of multifunctional materials.

Pokrok ve vývoji nanotechnologií nám poskytuje dobrou příležitost k vývoji nových špičkových zařízení. Tato práce si klade za cíl vyrobit, popsat a změřit grafenové pH senzory na dvou různých substrátech - polymeru parylenu C a SiO2. Tento pH senzor je prvním krokem ve vývoji nositelné náplasti monitorující stav kůže a možné infekce. Grafen je 2D materiál na bázi uhlíku se zajímavými vlastnosti a nadějnými aplikacemi. Úspěšně jsme provedli dva různé experimenty sloužící k charakterizaci grafenových senzorů a jejich odezvu na různé hodnoty pH. V prvním experimentu jsme použili horní elektrolytické hradlo k určení bodu neutrality (Diracův bod). Druhý experiment popsal změnu rezistence grafenu jako funkce pH. Dále jsme také funkcionalizovali grafen polyanilinem, abychom zlepšili jeho vlastnosti. Prokázali jsme citlivost grafenových senzorů na pH pro oba substráty a objevili jsme několik výzev jako potřebu kontroly iontové síly, experimentů samotných a destrukce grafenu.