1。3。2。3 电致变色材料
电致变色材料是导电高分子材料应用的又一新兴领域。新型的电致变色材料色彩众多,颜色变化响应迅速,同时还要保证具有良好的柔韧性和环境稳定性。而PEDOT作为导电聚合物中的佼佼者成为了制备电致变色材料的不二之选。实验证明,PEDOT经过掺杂后在氧化态和还原态分别呈现蓝黑色和淡蓝色,实现了材料颜色的转变。
1。3。2。4 其他
与此同时,除了上文提到的应用领域之外,PEDOT材料在电极材料,电致发光材料,传感器,腐蚀保护涂层等领域均有巨大的应用前景,值得广大科研工
作者进一步的探索研究。
1。3。3PEDOT的聚合工艺
原位聚合法又可分为直接聚合法、液相界面聚合法和气相沉积聚合法。其中液相界面聚合法和气相沉积聚合法(VPP)易于控制,所得PEDOT分子的导电性好、附着力强,、结构规整,有利于实现工业化的大规模生产。
本实验最终采用的聚合方法为气相沉积聚合法,影响最终聚合产物性能的因素有很多,大体可分为pH值、聚合时间、掺杂体系等。我们可以控制这些因素以求实现聚合产物的性能优化。
1。3。3。1 pH值
聚合体系pH值越大,所制得的聚合产物结构就变得愈发致密,聚合物间空隙减少,使离子传输变得愈发困难。究其原因主要是体系pH的增大使得H+浓度减小,聚合物表面所附着的正电荷减少,相互作用力降低,从而造成聚合物结构过于致密。来`自+优-尔^论:文,网www.youerw.com +QQ752018766-
例如Kurra等人[11]发现使用酸处理的PEDOT:聚磺化苯乙烯(PEDOT:PSS)成核层比PEDOT通过电化学沉积技术效果好。最终该PEDOT超级电容器体积电容高达327F/cm3,比文献中叙述的任何PEDOT超级电容器都要高。相同装置的PEDOT:PSS成核层超级电容器面积比电容为242mF/cm2,能量密度在功率密度为350mW/cm3的条件下为14。5mWh/cm3。实验表明在循环10000次时该装置的性能还保持了80%。
Wang等人[12]通过VPP法制备了聚乙烯二氧噻吩-甲苯磺酸盐-聚乙烯醇-聚丙烯醇-聚乙二醇层(PEDOT–Tos–PPP)。在温度为295K的条件下使用不同浓度的H2SO4处理,检测处理前后材料的热电(TE)性能。研究表明,在经过H2SO4处理过后材料的热电性能有了明显的提高。例如,在经过H2SO4处理1分钟后,复合层材料的电导性从944S/cm提高到1750S/cm,塞贝克系数(第一热电效应)从16。5μV/K降为14。6μV/K,热电性从0。495W/mK降为0。474W/mK。没有经历过酸化处理PEDOT-Tos-PPP层塞贝克系数随着温度升高而减少,而经历过酸化处理的恰恰相反。
1。3。3。2 聚合时间
在制备PEDOT膜时,聚合时间对导电性能也具有重要的影响,结果见图1-3,在一定时间节点以后随聚合时间的增加,PEDOT/PSS材料的导电性呈明显下降的趋势,最终趋于平缓。当改用其它掺杂剂时,PEDOT材料的电导率也出现了相似的趋势[13]。