Synthesis, characterization and electrical properties of diazophenylene and diazodiphenylene bridged Co, Ni, Cu, Ce, and Er phthalocyanine polymers

Abstract

ÖZ DİAZOFENİLEN VE DİAZODİFENİLEN KÖPRÜLÜ Co, Ni, Cu, Ce VE Er FİTALOSİN POLİMERLERİNİN SENTEZ, KAREKTERİZASYON VE ELEKTRİKSEL ÖZELLİKLERİ Alkan, Cemil Doktora, Polimer Bilimi ve Teknolojisi Tez Yöneticisi: Leyla Araş, Prof. Dr. Ortak Tez Yöneticisi: Güngör Gündüz, Prof. Dr. Eylül 2004, 112 sayfa Bu çalışmada diazofenilen ve diazodifenilen köprülü fitalosin polimerleri diaminofenilen ve bensidinin diazonyum tuzlanndan ve daha evvel sentezlenmiş metal tetraamino metal-fitalosin kompleksinden hazırlandı. Co, Ni, Cu, Ce, ve Er'un tetraamino fitalosin kompleksleri 3-nitro fitalik anhidrit, üre, metal tuzu ve amonyum molibdat katalizörden elde edilen tetranitro metal fitalosin komplekslerinin indirgenmesiyle elde edildi. Kompleks ve polimerlerin karakterizasyonu Fourier Dönüşümlü Kızılötesi Işıma (FTIR) ve mor ötesi-görünür bölge spektroskopisi yöntemleriyle yapıldı. X-Ray analizleri sonucunda polimerlerde küçük çapda oriyantasyon olduğu görüldü. vıKompleks ve polimerlerin ısısal analizleri diferansiyel taramalı kalorimetre (DSC) ve termal gravimetrik analiz (TGA) cihazları ile 10oC.dakika_1 ısıtma hızında yapıldı. Polimerdeki metal miktarı kül analizi ile tayin edildi. Viskosite ve ebulliyoskopi ölçümleri tetrahidro furan çözücüde 25°C'de gerçekleştirildi. Polimerlerin morfoloji analizi taramalı elektron mikroskobu ile yapıldı. Dört proplu elektriksel iletkenlik ölçümleri polimerlerin elektriksel iletkenliğinin fitalosin kompleksinde bulunan metallerin elektriksel iletkenliğine göre arttığı gösterdi, iyot buharı ile doplanan örneklerde iletkenliğin 104 kat arttığı saptandı. Akım-Voltaj ölçümleri elde edilen polimerlerin ışığa duyarlı ve yan iletken özellikte olduğunu gösterdi. Çözünen kısmın elektrokimyasal Özelliği tributilamine perklorit+diklorometan karışımında dönüşümlü voltametre (CV) ile incelendi. Anahtar sözcükler Fitalosin polimeri, elektriksel iletkenlik, akım-voltaj karakteri, dönüşümlü voltametre vii

ABSTRACT SYNTHESIS, CHARACTERIZATION, AND ELECTRICAL PROPERTIES OF DIAZOPHENYLENE AND DIAZODIPHENYLENE BRIDGED Co, Ni, Cu, Ce, AND Er PHTHALOCYANINE POLYMERS Alkan, Cemil M. Sc, Department of Polymer Science and Technology Supervisor: Prof.Dr. Leyla Aras Co- Supervisor: ProfDr. Güngör Gündüz September 2004, 112 pages In this research, diazophenylene and diazodiphenylene bridged metal- phthalocyanine polymers were produced from diazonium salt of diaminophenylene/bensidin and pre-synthesized tetraamino metal phthalocyanines. Tetraamino metal phthalocyanihe complexes of Co, Ni, Cu, Ce, and Er were obtained by reducing tetranitro metal phthalocyanine complexes synthesized from 3-nitrophthalic anhydride, urea, metal salt, and ammonium molybdate catalyst. Complexes and polymers were characterized by Fourier Transform Infrared Radiation (FTIR) and UV-Visible spectroscopies. X-Ray analysis showed that there were short range orientations in the polymers. IVThermal analysis of the complexes and the polymers were done by differential scanning calorimetry and thermal gravimetric analysis at a heating rate of 10°Cmin_1 under nitrogen atmosphere. Ash analysis was performed to determine the metal content of the polymers. Viscosity and ebullioscopy measurements of the soluble part of the polymers were carried out in THF at 25°C. Scanning electron microscopy were used for morphology investigations of the polymers. Four probe conductivity measurements showed that electrical conductivity of the polymers increased according to the metallic conductivity of the metal at the center of the phthalocyanine units. When doped with iodine, the polymer samples showed 104 fold increase in their conductivities. Current-Voltage (I-V) measurements showed that the polymers were optically sensitive arid semiconductors. Electrochemical analysis of the soluble part of the polymers were determined in tributylamine perchlorite+dichloromethane mixture utilizing cyclic voltarnmetry (CV). Keywords: Phthalocyanine polymers, electrical conductivity, current voltage characteristic, cyclic voltarnmetry