Spins et porteurs de charge de polymères conducteurs inclus dans les cavités d’une zéolithe

¹ Laboratoire des Solides irradiés, École Polytechnique, 91128 Palaiseau Cedex, France ;
² Department of Chemistry, University of New Mexico, Albuquerque, NM 87131, États-Unis.

Abstract

We are able to encapsulate polypyrrole, polythiophene, polyaniline or polyacrylonitrile within the channels of different zeolites with one- or three-dimensional topology. Optical absorption, ESR and a.c. conductivity (100 to 1000 MHz and 10 GHz) are used to characterize the samples. The chain length is found to be superior to 10 monomers. In the case of polypyrrole, although the chains are fully oxidized by intrazeolite Fe³⁺ ions and contain bipolaronic charge carriers as well as small concentrations of polarons (about 10^–3 per monomer), they do not exhibit significant a.c. conductivity up to microwave frequencies. This observation as well as the relatively large linewidth of the ESR signal are believed to be due to trapping of polarons and bipolarons by the periodic zeolite framework. The pyrolyzed zeolite/polyacrylonitrile samples show up a complex ESR signal and some microwave conductivity.

Résumé

Nous avons introduit du polypyrrole, du polythiophène, de la polyaniline, ainsi que du polyacrylonitrile dans différentes zéolithes. La longueur des chaînes est supérieure à 10 monomères. Bien que les chaînes du polypyrrole soient pleinement oxydées par des ions Fe³⁺ et renferment des bipolarons mais aussi quelques polarons (environ 10^–3 par monomère), elles ne révèlent pas de conductivité alternative notable. Les échantillons pyrolyses de zéolithe/polyacrylonitrile présentent un signal RPE complexe et une certaine conductivité hyperfréquence.