Study of conducting materials by coupling of elctrochemical impedance spectroscopy, gravimetry and contact angle

Etude de matériaux conducteurs par couplages de mesures d'impédance électrochimique, de gravimétrie et d'angle de contact

Thu Huong Ho (1)

1 LISE - Laboratoire Interfaces et Systèmes Electrochimiques

The objective of this work is to study in situ behavior of conducting polymers by coupling contact angle measurements with different electrochemical analysis tools (electrochemical impedance spectroscopy, cyclic electrogravimetry and ac-electrogravimetry). The originality of the present work lies in the fact that all electrochemical measurements were carried out within a single drop of electrolyte (1.5 - 3 L) which implies a development of a miniaturised set-up. As a model conductive material, we have chosen polypyrrole, electrogenerated from different substituted monomers that we synthesized. The wettability of polymer surface formed is influenced not only by the nature of the monomer but also the dopants present in the solution during the electrogeneration of the film. Depending on the nature of the formed conductive polymer film, we were able to identify the mechanisms of various species that were exchanged (charged or not) during the polarization by the ac-electrogravimetry measurements, and correlate to changes in wettability measured simultaneously

L'objectif de ce travail est d'étudier le comportement de polymères conducteurs en couplant des mesures simultanées et in situ d'angle de contact et de différents outils d'analyses électrochimiques (impédance électrochimique, électrogravimétrie cyclique et ac-électrogravimétrie). L'originalité de ce travail est de mettre en place un dispositif qui permet d'effectuer des mesures électrochimiques dans un volume variant de 1,5 à 3 µL. Nous avons pris comme polymère conducteur modèle le polypyrrole, électrogénéré à partir de différents monomères substitués que nous avons synthétisés. La mouillabilité de la surface des films de polymères formés est influencée, non seulement, par la nature du monomère mais aussi par les dopants présents en solution lors de la formation du film. Selon la nature du film de polymère conducteur formé, grâce aux mesures d'ac-électrogravimétrie, nous avons pu identifier les mécanismes d'échanges des diverses espèces (chargées ou non) au cours de la polarisation et les corréler aux variations de mouillabilité mesurées simultanément

Mots clés: Conducting polymers; Quartz cristal microbalance; QCM; Electrochemical impedance spectroscopy; EIS; Ac-electrogravimetry; Contact angle

Mots clés: polymères conducteurs; microbalance à quartz; impédance électrochimique; ac-électrogravimétrie; angle de contact

Domaines: Chimie analytique

Thu Huong Ho. Etude de matériaux conducteurs par couplages de mesures d'impédance électrochimique, de gravimétrie et d'angle de contact. Chimie analytique. Université Pierre et Marie Curie - Paris VI, 2012. Français. ⟨NNT : 2012PAO66510⟩. ⟨tel-00831308⟩