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Bermúdez Prieto E, González López EJ, Solis CA, Leon Jaramillo JC, Macor LP, Domínguez RE, Palacios YB, Bongiovanni Abel S, Durantini EN, Otero LA, Gervaldo MA, Heredia DA. An ambipolar PEDOT-perfluorinated porphyrin electropolymer: application as an active material in energy storage systems. RSC Adv 2024; 14:15929-15941. [PMID: 38756855 PMCID: PMC11098003 DOI: 10.1039/d4ra00945b] [Citation(s) in RCA: 0] [Impact Index Per Article: 0] [Reference Citation Analysis] [Abstract] [Grants] [Track Full Text] [Download PDF] [Figures] [Journal Information] [Subscribe] [Scholar Register] [Received: 02/05/2024] [Accepted: 04/29/2024] [Indexed: 05/18/2024] Open
Abstract
The development of functional organic materials is crucial for the advancement of various fields, such as optoelectronics, energy storage, sensing, and biomedicine. In this context, we successfully prepared a stable ambipolar perfluoroporphyrin-based polymeric film by electrochemical synthesis. Our strategy involved the synthesis of a novel tetra-pentafluorophenyl porphyrin covalently linked to four 3,4-ethylenedioxythiophene (EDOT) moieties. The resulting monomer, EDOT-TPPF16, was obtained through a straightforward synthetic approach with a good overall yield. The unique molecular structure of EDOT-TPPF16 serves a dual function, with EDOT moieties allowing electropolymerization for polymeric film formation, while the electron-acceptor porphyrin core enables electrochemical reduction and electron transport. The electrochemical polymerization permits the polymer (PEDOT-TPPF16) synthesis and film formation in a reproducible and controllable manner in one step at room temperature. Spectroelectrochemical experiments confirmed that the porphyrin retained its optoelectronic properties within the polymeric matrix after the electrochemical polymerization. The obtained polymeric material exhibited stable redox capabilities. Current charge-discharge cycles and electrochemical impedance spectroscopy of the electrochemically generated organic film demonstrated that the polymer could be applied as a promising active material in the development of supercapacitor energy storage devices.
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Affiliation(s)
- Elizabeth Bermúdez Prieto
- IITEMA-CONICET, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto Agencia Postal Nro. 3, X5804BYA Río Cuarto Córdoba Argentina +54 358 76233 +54 358 4676538
| | - Edwin J González López
- IDAS-CONICET, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto Agencia Postal Nro. 3, X5804BYA Río Cuarto Córdoba Argentina
| | - Claudia A Solis
- IITEMA-CONICET, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto Agencia Postal Nro. 3, X5804BYA Río Cuarto Córdoba Argentina +54 358 76233 +54 358 4676538
| | - Jhair C Leon Jaramillo
- IITEMA-CONICET, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto Agencia Postal Nro. 3, X5804BYA Río Cuarto Córdoba Argentina +54 358 76233 +54 358 4676538
| | - Lorena P Macor
- IITEMA-CONICET, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto Agencia Postal Nro. 3, X5804BYA Río Cuarto Córdoba Argentina +54 358 76233 +54 358 4676538
| | - Rodrigo E Domínguez
- INFIQC-CONICET, Departamento de Química Orgánica, Facultad de Ciencias Químicas, Universidad Nacional de Córdoba Córdoba X5000HUA Argentina
| | - Yohana B Palacios
- IDAS-CONICET, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto Agencia Postal Nro. 3, X5804BYA Río Cuarto Córdoba Argentina
| | - Silvestre Bongiovanni Abel
- INTEMA-CONICET, Facultad de Ingeniería, Universidad Nacional de Mar del Plata B7606WV Mar del Plata Buenos Aires Argentina
| | - Edgardo N Durantini
- IDAS-CONICET, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto Agencia Postal Nro. 3, X5804BYA Río Cuarto Córdoba Argentina
| | - Luis A Otero
- IITEMA-CONICET, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto Agencia Postal Nro. 3, X5804BYA Río Cuarto Córdoba Argentina +54 358 76233 +54 358 4676538
| | - Miguel A Gervaldo
- IITEMA-CONICET, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto Agencia Postal Nro. 3, X5804BYA Río Cuarto Córdoba Argentina +54 358 76233 +54 358 4676538
| | - Daniel A Heredia
- IDAS-CONICET, Departamento de Química, Facultad de Ciencias Exactas, Físico-Químicas y Naturales, Universidad Nacional de Río Cuarto Agencia Postal Nro. 3, X5804BYA Río Cuarto Córdoba Argentina
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