原位聚合沉积聚苯胺薄膜及其电致变色性能

采用原位聚合的方法,以水溶性高分子聚乙烯吡咯烷酮(PVP)为空间稳定剂,直接在玻璃基体表面聚合沉积导电聚苯胺(PANI)薄膜。用扫描电镜(SEM)、紫外可见光谱(UV-Vis)、四探针电导率测试仪和热重分析仪(TG)对聚苯胺膜结构及性能进行了表征。采用循环伏安法测试了薄膜的电致变色性。结果表明:盐酸掺杂聚苯胺薄膜呈翠绿色,薄膜厚115 nm,表面电导率为4.6×10-3S/cm。电致变色实验中聚苯胺电极电位在-6^+6 V循环变化时,薄膜颜色在黄绿和蓝绿间可逆变化。电致变色前后聚苯胺薄膜的紫外可见吸收光谱表明,随着电极电位的降低,极化子峰发生红移,说明聚苯胺分子链中醌式结构单元被还原,聚苯胺薄膜质子化程度提高。

PANI在玻璃基体表面的生长成膜过程

采用分散聚合法,在玻璃基体表面原位生长聚苯胺制得高电导率(10-3S/cm)、微纳米级的聚苯胺薄膜。通过扫描电镜、原子力显微镜以及接触角分析研究聚苯胺在玻璃基体表面成膜的驱动力和过程。结果表明:成膜的驱动力是聚合过程中产生的活性中间体与基体间的强吸附力。活性中间体主要是苯胺的二聚体、三聚体等短链小分子,它们与基体间的作用为分子间力作用,属物理吸附。聚苯胺在玻璃基体表面成膜的过程符合吸附生长模式,膜的厚度存在饱和值。

高氯酸掺杂原位沉积聚苯胺薄膜的制备及性能研究

以高氯酸为介质酸,PVA为空间稳定剂,采用分散聚合方法,在玻璃表面原位沉积制得光滑半透明聚苯胺薄腰。研究了分散体系的反应过程、薄膜的表观形貌和微观结构、膜厚的影响因素、薄膜的电导率以及热稳定性能。结果表明:构成薄膜的聚苯胺粒子呈球型或椭球型;薄膜具有三级结构特征;高氯酸不仅作为介质酸,同时作为掺杂剂;薄膜的结晶性能不佳;薄膜厚度与介质酸的浓度并非线性关系;薄膜的电导牢处于半导体水平;电导率大小与无机介质酸的酸性强弱有一定关系,与表面形貌关系更为紧密;高氯酸掺杂聚苯胺薄膜在67.3℃时开始脱掺杂,在277.2℃脱除完全。

玻璃基体表面原位生长PANI薄膜的微纳米结构与导电性能

采用分散聚合方法在玻璃基体表面制备得表面光滑聚苯胺(PANI)导电膜。采用扫描电子显微镜(SEM)研究氧化剂过硫酸铵(APS)加入方式、质子酸环境对制得膜形貌的影响。通过紫外光谱和红外光谱分析玻璃基体表面导电PANI膜的结构。结果发现:采用滴加APS方式可制得致密PANI膜;本身黏度较大的无机含氧酸(高氯酸、磷酸)与PVP稳定剂并用时会使体系黏度增大,无法制得导电薄膜(高氯酸、PVP体系)或只能得到有缺限的膜(磷酸、PVP体系)。紫外分析证实玻璃基体表面是掺杂态PANI膜,红外分析表明PANI膜结构中不含有稳定剂PVP。膜的电导率数量级在10-3S/cm,电导率高低与形貌好坏存在一致性。