聚乙撑二氧噻吩的制备及与无机材料复合性能研究

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聚乙撑二氧噻吩的制备及与无机材料复合性能

研究

　　一、导电高分子材料及聚乙撑二氧噻吩概述

　　 PEDOT 是聚噻吩导电高分子的一种，由乙撑二氧噻吩（EDOT）单体聚合而成。它作为新

型的导电高分子材料，与其他的导电高分子材料相比，有电导率高，热稳定性好，化学稳定性

好的特点，因为在噻吩单体上引入的乙撑二氧基起到了重要的作用。PEDOT 的导电性很高，

特别是经过二次掺杂后电导率最高可达到 800-1000S/cm。

　　 “ ” “ ”和无机材料的掺杂不同，导电高分子材料的掺杂其实是氧化还原过程，是一种可逆的

“ ” “ ”过程，即可以掺杂也可以脱掺杂。本征型导电高分子材料通常禁带宽度比较宽（1.4eV-

4.0eV），处于绝缘体- “ ”半导体的电导率范围，而经过掺杂后，电导率可以提升 1万-10 亿倍达

到导体的电导率范围。因此，导电高分子材料可以有很多应用，比如光电转换、导电弹性体、

导电胶粘剂、导电涂层、有机太阳能电池材料、OLED、电磁波屏蔽等等。

　　虽然导电高分子有很多应用 “ ”，但是导电高分子为了实现高导电性必须要经过掺杂，而这

正好限制了导电高分子材料在某些方面的应用。例如，因为经过掺杂后的 PEDOT “是不溶不

”熔的，因此要加工应用 PEDOT 非常困难。因此本课题希望能通过 SiO2 与PEDOT 进行复合，

从而解决 PEDOT 的加工应用难题。

　　表1　典型的导电高分子的化学结构

　　　名称典型化学结构

　　聚乙炔

　　聚苯胺

　　聚吡咯

　　聚噻吩

　　 PEDOT/PSS

　　二、实验部分

　　（一）主要原料

　　乙撑二氧噻吩（EDOT），使用前减压蒸馏，苏州博鸿化工有限公司；硫酸铁（分析

纯），国药集团化学试剂有限公司；过硫酸钠（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；聚苯

乙烯磺酸（工业级），上海喜润化学工业有限公司；气相法二氧化硅（工业级），上海卡博特

化工有限公司；去离子水（自制）；732 阳离子交换树脂（工业级），上海华震科技有限公

司；717 阴离子交换树脂（工业级），上海华震科技有限公司；硫酸（分析纯），国药集团化

学试剂有限公司；氢氧化钠（分析纯），国药集团化学试剂有限公司；氯磺酸（工业级），浙

江龙盛集团股份有限公司。

　　（二）材料的合成

　　 1、PEDOT/PSS 的制备

　　聚噻吩的合成主要有化学合成法和电化学合成法两种。化学合成法的原料为噻吩单体、氧

化剂、溶剂（常用去离子水）、掺杂剂等；电化学合成法的原料为噻吩单体、溶剂（一般为去

离子水）、掺杂剂等，利用电流起到化学合成法中氧化剂的作用。两种方法的原理都可以看作

是噻吩单体的阳离子自由基聚合，噻吩单体首先被氧化成自由基离子，然后两个带自由基的噻

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摘要：

聚乙撑二氧噻吩的制备及与无机材料复合性能研究　　一、导电高分子材料及聚乙撑二氧噻吩概述　　PEDOT是聚噻吩导电高分子的一种，由乙撑二氧噻吩（EDOT）单体聚合而成。它作为新型的导电高分子材料，与其他的导电高分子材料相比，有电导率高，热稳定性好，化学稳定性好的特点，因为在噻吩单体上引入的乙撑二氧基起到了重要的作用。PEDOT的导电性很高，特别是经过二次掺杂后电导率最高可达到800-1000S/cm。　　“”“”和无机材料的掺杂不同，导电高分子材料的掺杂其实是氧化还原过程，是一种可逆的“”“”过程，即可以掺杂也可以脱掺杂。本征型导电高分子材料通常禁带宽度比较宽（1.4eV-4.0eV），处于绝缘...

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