金纳米颗粒调控聚吡咯复合材料形貌与电化学性能的合成研究

《Inorganic Chemistry Communications》：Synthesis of polypyrrole and its AuNPs composite: investigating the impact of AuNPs capping on the morphological and electrochemical parameters

本文通过界面聚合法成功实现了金纳米颗粒（AuNPs）表面功能化调控聚吡咯（PPy）形貌与电化学性能的研究。研究发现不同封端剂（柠檬酸盐、谷胱甘肽等）修饰的AuNPs可诱导PPy形成海胆状、褶皱球状及棒状三种独特结构，其中PPy/柠檬酸盐-AuNPs复合材料表现出最高电流强度（0.184 mA）。该研究为精准调控导电聚合物材料性能提供了新策略。

　　

材料

氯金酸（HauCl₄）、吡咯和氯仿购自印度古吉拉特邦Central Drug House (CDH)公司。柠檬酸三钠（TSC）、硼氢化钠、CTAB、抗坏血酸（AA）和过硫酸铵由美国密苏里州圣路易斯Sigma-Aldrich公司提供。谷胱甘肽（GSH）采购自印度孟买Sisco Research Laboratories (SRL)公司。氢氧化钠和盐酸购自印度德里Green Genome公司。所有化学品均为分析纯级别。

AuNPs与PPy/AuNPs复合材料的表征

聚合过程通常在有机相与水相界面形成后立即开始。本研究中，水相在界面形成几分钟后逐渐变为绿色，随着反应进行进一步转为黑色。推测黑色物质的尺寸/数量足以使其沉降在界面处。有趣的是，不同封端剂修饰的AuNPs引发了聚合模式的显著差异：CTAB封端的AuNPs引导形成珊瑚状分支结构，而GSH修饰的AuNPs则促使PPy自组装成海胆状形貌。

结论

本研究通过调控AuNPs表面封端剂成功实现了PPy/AuNPs复合材料的多形貌构筑（球形、海胆状、棒状）。这些材料展现出差异化的电化学特性，其中PPy/柠檬酸盐-AuNPs以0.184 mA的电流强度表现最优。同时，我们提出并验证了界面聚合过程中AuNPs功能化影响PPy生长机制的模型。