提高聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸电导率的最新研究进展

随着能源危机和环境污染问题的日益严峻,近年来热电材料的研究越来越受到人们的关注。聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)被认为是热电性能最好的有机热电材料之一。PEDOT∶PSS具备好的成膜性、高的透明性、优异的电导可控性以及热稳定性。系统地综述了提高PEDOT∶PSS电导率的一些物理、化学方法,探讨了其电导率增强的机理以及介绍了其目前最新的应用情况。预期未来具有高电导率和高透明性的PEDOT∶PSS薄膜材料的研究将得到突破性发展。

基于聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐薄膜的忆阻元件特性分析

采用聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)作为存储层构建了ITO/PEDOT:PSS/Al的三明治结构的忆阻元件。利用半导体参数分析仪对该元件的忆阻特性进行了分析,实验结果表明:该元件具有双稳态阻变特性,并且具有非挥发型Flash存储特性,并展现了良好的数据保持特性和耐久特性。在双对数坐标系中分别对低阻态和高阻态的阻变转换机制进行了数据拟合,低阻态载流子传输为欧姆传导机制,高阻态载流子传输为空间电荷限制电流机制。

碲化镉量子点/聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合纳米微球的原位聚合与光学性质

通过原位种子聚合构筑了碲化镉量子点(CdTe QDs)/聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT-PSS)复合纳米微球。利用扫描电镜、红外光谱、X射线光电子能谱、紫外-可见吸收光谱及荧光发射光谱对其形貌、结构、光学吸收性质及光致发光性能进行了测试分析。研究结果表明,原位聚合的CdTe/PEDOT-PSS复合物具有规则的球状结构,其吸收光谱是两个单独组分的吸收光谱的加和,发射光谱中550nm左右的峰是电荷转移的结果,显示了CdTe/PEDOT-PSS复合微球作为光电器件材料的潜在应用价值。

二甲基亚砜改性聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸薄膜的研究及应用进展

二甲基亚砜(DMSO)被称为“万能溶剂”,除了在化学、医学、化妆品等领域的常规应用,在有机电子领域也有展现出特色应用。聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是一类卓越的水分散性导电聚合物材料,具有优异的可加工性、混合性、生物兼容性、成膜性以及可商业规模生产等优势,被广泛应用于抗静电涂层、透明电极、有机太阳能电池、超级电容、生物传感等新材料和绿色能源领域。DMSO对调控PEDOT:PSS薄膜的形貌、导电、热电、功函,界面接触、力学、自修复等性能具有重要作用。基于我们团队及国内外学者在本领域的研究成果,本文系统综述了DMSO对PEDOT及其衍生物:PSS(PEDOTs:PSS)作用的效果及其机制,探讨了应用中面临的问题与挑战。

二次掺杂提高聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠电导率的研究现状

聚3,4-乙撑二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸钠(PEDOT/PSS)作为目前运用最为成功的导电高分子材料,能溶解在有机溶剂与水溶液中,具有高透过和热稳定性。但是其本身的电导率较低,这是由于PEDOT与PSS之间形成项链状的核壳模型。详述了导电高分子PEDOT/PSS的合成及通过掺杂提高其电导率的方法,并探究了掺杂对其核壳结构的影响。

InCl_3提高聚乙撑二氧噻吩/聚对苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)的电导率

通过添加金属盐离子三氯化铟(InCl_3),成功制得高电导率聚乙撑二氧噻吩/聚对苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)薄膜。薄膜的电导率增加了数百倍,并且透光率降低不大,达到了73%。通过红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)以及原子力扫描显微镜(AFM)分析发现,添加InCl_3后,PEDOT/PSS的本征结构并没有发生变化,可能导致其链结构发生一些改变;加入InCl_3会导致包裹在核壳结构的PSS量减少,使得电导率增加。

聚3,4-乙撑二氧噻吩的合成及性能

介绍了聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDT)的合成过程、性能及测试方法。通过聚苯乙烯磺酸(PSS)掺杂,解决了PEDT的加工问题,研究了氧化剂及掺杂剂的用量、反应体系的浓度、反应温度、反应时间、PSS的磺化度和加料方式对PEDT性能的影响。

牛血清白蛋白诱导聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸导电互穿网络水凝胶制备与性能

由于具有优异的导电性、生物相容性、柔韧性和稳定性,聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)导电水凝胶被广泛用于生物传感、神经电极及可穿戴电子等领域。但是,目前合成PEDOT:PSS导电水凝胶大都是通过大幅增加离子强度和降低pH改变PEDOT:PSS的聚集状态使其成胶,条件较苛刻。本文发现一种温和的PEDOT:PSS成胶方法,即通过对牛血清白蛋白(BSA)进行解折叠,改变空间构象,随后充分暴露的多肽链能够原位诱导PEDOT:PSS一步快速形成PEDOT:PSS/BSA互穿网络导电水凝胶。研究表明,该水凝胶不仅保持了PEDOT:PSS网络优异的导电性,同时解折叠的BSA赋予凝胶优异的溶胀性、力学性能和热性能。水凝胶溶血率均低于5%,表明其具有良好的细胞相容性,同时观察到该互穿凝胶能够在人体皮肤、橡胶、塑料和玻璃等多种基底材料上进行黏附,而且由于网络中大量的非共价键存在,该凝胶展现出优异的自愈合性能。总之,本文提供的PEDOT:PSS/BSA互穿网络水凝胶的制备方法及优异性能使其在可穿戴电子及伤口敷料等领域具有良好的应用前景。

聚乙烯醇对PEDOT:PSS纤维热电性能和拉伸性能的协同增强

聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)纤维通常通过湿法纺丝制得,但其电导率较低,且拉伸性较差,限制了其在可穿戴热电器件中的应用。为提升PEDOT:PSS纤维的导电和拉伸性能,通过在PEDOT:PSS溶液中加入不同质量分数的聚乙烯醇(PVA)制备PEDOT:PSS/PVA复合纤维,研究其导电性能、热电性能和拉伸性能。结果表明,PVA的加入可显著提升复合纤维的导电性,但其塞贝克系数未发生明显变化。当ω(PVA)为9.1%时,复合纤维的电导率最高,可达到257.3 S/cm,其热电功率因子为8.27μW/(m·K^(2))。同时,复合纤维的断裂伸长率随ω(PVA)增加而增加,而抗拉强度随ω(PVA)增加先增加后减小,在ω(PVA)为33.3%时达到最高。研究表明,PVA可协同增强PEDOT:PSS纤维的热电性能和拉伸性能,在柔性可穿戴设备和智能织物等领域具有较大的应用潜力。

PSS-VS共聚物掺杂PEDOT的合成与表征

以苯乙烯磺酸钠(SSS)和乙烯磺酸钠(SVS)的共聚物PSS-VS为掺杂剂,过硫酸铵(APS)为氧化剂,采用化学氧化法制备了PEDOT/PSS-VS分散体,研究了PSS-VS的共聚比、分子量和用量等因素对PEDOT/PSS-VS导电性能及平均粒径的影响,分析了PEDOT/PSS-VS粒子形成过程。结果表明,SSS/SVS共聚摩尔比为5/5,单体与APS摩尔比为60时制得的PSS-VS掺杂PEDOT具有较好的导电性和分散稳定性,SO3-/EDOT=2,APS/EDOT=1.5,PEDOT/PSS-VS固含量为2.8%时制得的PEDOT/PSS-VS电导率可达11.74S/cm,分散体平均粒径为447nm。

TiO_2-PEDT/PSS双层复合膜的制备及其光催化性能

By dip-coating poly（3,4-ethylenedioxythiophene）/poly（styrenesulfonate）,an organic semiconductor,on slide glass and then calcining at a low temperature of 100 ℃,the organic-inorganic composite TiO2-PEDT/PSS film was prepared.In the TiO2-PEDT/PSS dual-layer structure,photo-generated electrons in the TiO2 layer inject into the PEDT/PSS layer under UV illumination,and the recombination of photo-generated electrons and holes in the TiO2 layer is suppressed consequently,so the photocatalytic activity of this composite film is increased significantly compared with TiO2 film.

TiO_2-PEDT/PSS双层复合膜光催化活性研究

采用浸渍提拉法依次在普通载玻片上制备PEDT／PSS（聚乙撑二氧噻吩（PEDT）掺杂聚苯乙烯磺酸盐（PSS））薄膜层和TiO2薄膜层，从而获得TiO2-PEDT／PSS双层复合膜。考察了PEDT／PSS涂膜液的组成、PEDT／PSS薄膜层厚度以及Ti02薄膜层厚度对TiO2-PEDT／PSS复合膜光催化活性的影响。发现PEDT／PSS溶液与正硅酸乙酯（TEOS）水解产物的体积比为10：1～15：1时，PEDT／PSS涂膜液性能最优，PEDT／PSS薄膜层的最佳厚度为2μm，TiO2薄膜层的最佳厚度在200nm左右。此外，还对复合膜光催化活性提高的机制进行了探讨。结果表明，由于PEDT／PSS的最低空余轨道的电位低于Ti02的导带电位，紫外光照下，TiO2中产生的光生电子注入到PEDT／PSS层，有效抑制了电子．空穴对的复合，增加了复合膜表面空穴的浓度，因此复合膜光催化活性比单一TiO2薄膜高。

基于介电电泳组装技术的PEDOT/PSS-SWCNTs气体传感器的研究

采用介电电泳技术组装制备PEDOT/PSS-SWCNTs纳米气敏薄膜,并研究外加交流电场的频率、电压及组装时间与气体传感器的导电及气敏性能的关系。结果表明,良好分散在PEDOT/PSS基质中的SWCNTs定向排列在叉指电极对之间。当频率在0.5～10MHz的范围内,传感器的电导率及气敏响应的变化不大。由电场电压引起的传感器性能的变化趋势与组装时间引起的相似,即随着电压或时间增大,传感器的电阻增大,而气敏响应则先增后减。当电场频率为2MHz、电压为5V、组装时间为3min时,PEDOT/PSS-SWCNTs纳米气敏传感器对10-9级别的H2S气体最为灵敏。

微纳米花状高聚物纤维基有机电化学晶体管及其性能

纤维基有机电化学晶体管因其生产工艺灵活、柔性可编织、工作电压低、灵敏度高、选择性及生物相容性优异等特点在可穿戴柔性电子产品、理疗保健和生物传感领域应用前景广阔,并成为各国科研工作者争相研究的热点。针对目前有机薄膜晶体管平面结构存在的缺陷,采用一维柔性芳纶纤维为电极原材料,分别利用十六烷基三甲基溴化铵和氧化石墨烯对纤维表面进行改性,并在改性纤维表面原位聚合一层聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚对苯乙烯磺酸钠导电高分子。所得纤维电极导电性可高达600Ω/cm,将该纤维电极组装成有机电化学晶体管器件,其输出性能稳定且开关比可达103数量级。

氧等离子衬底调控钙钛矿成膜及其全溶液发光器件的制备

可溶液化处理的有机-无机金属卤化物钙钛矿由于其高光致发光量子效率和带隙可调性已成为发光二极管的理想材料。然而,钙钛矿薄膜中的缺陷是影响器件发光效率和稳定性的主要因素之一,通过下层衬底氧等离子调控可以钝化钙钛矿薄膜中的表面缺陷。本研究使用氧等离子处理法增强聚3,4-乙撑二氧噻吩:聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)薄膜衬底的润湿性及光学性能,形成纳米岛,提供更多的成核位点,进而改善钙钛矿发光层的成膜均匀性和发光二极管性能。结果表明,对PEDOT:PSS薄膜衬底进行4min氧等离子处理可以有效改善钙钛矿发光层的成膜质量。在空气中采用全溶液法制备发光器件,其测试启亮电压为3V,最高亮度为237.4cd·m^(-2),最大电流效率为0.1309cd·A^(-1)。

PEDOT:PSS在柔性可穿戴太阳能电池中的应用进展

新一代柔性高效太阳能电池将太阳能转换成电能,并具备质轻、可溶液加工等特点,为柔性可穿戴电子供能,在可穿戴领域潜力巨大。聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(Poly(3,4-ethylenedioxythiophene):polystyrene sulfonic acid,PEDOT:PSS)是一种典型的导电高聚物,具备高导电性能、高透明性、强机械柔性等特点,在柔性太阳能电池中应用广泛,也是影响柔性太阳能电池性能的关键因素之一。本文综述了PEDOT:PSS作为电极、空穴传输层在柔性太阳能电池中的研究现状,总结提升PEDOT:PSS相关性能的方法,并对柔性太阳能电池的发展方向与发展前景进行了展望。

PEDOT:PSS/PAN纳米纤维复合纱线晶体管制备及性能

为得到高调制性能的柔性有机电化学晶体管(OECTs),采用共轭静电纺纱技术制备以涤纶线为芯纱聚丙烯腈(PAN)为壳层的芯-壳结构复合纳米纤维纱线,PAN浓度为12%时,复合纳米纤维纱线拉伸强度为18.6 MPa,比面积为1.078 m2/g。通过在纱线上负载聚(3,4-乙烯二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT∶PSS)作为OECTs的沟道材料,并构建为平行结构纱线OECTs。晶体管的调制性能测试表明该纱线晶体管可以通过控制栅极电压实现电解质对PEDOT∶PSS沟道不同程度的掺杂/去掺杂效应,进而调制沟道电流大小。

PEDOT:PSS导电性能优化方法的研究进展

导电高分子材料聚(3,4-乙撑二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)因其稳定性好、电导率高、溶液加工性好等优点而受到人们的广泛关注。PEDOT:PSS的电导率经化学或物理的方法处理后会有较大改变。对提高PEDOT:PSS材料电导率的方法进行了综述,通过掺杂(有机溶剂、无机纳米粒子、酸处理)、与碳材料复合等方法可以提高PEDOT:PSS的电导率,并对其以后的发展进行了展望。

PEDOT：PSS薄膜在有机光电子领域的研究进展

PEDOT∶PSS薄膜的导电率高、透光性好、且稳定易加工,在有机光电子领域,特别是在有机太阳能电池和有机发光二极管领域得到了广泛的应用研究。从PEDOT∶PSS薄膜的应用和改性两个方面综述了近10年PEDOT∶PSS薄膜在有机太阳能电池和有机发光二极管领域的研究成果,初步展望了其以后的发展方向。

PEDOT:PSS/碳纳米管导电油墨的制备及性能研究

以聚3,4-乙烯二氧噻吩/聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)为导电高分子,以聚乙烯醇为黏结剂,以异丙醇、乙二醇为溶剂,掺杂多壁碳纳米管(MWCNT),采用共混法制得导电油墨。将导电油墨丝网印刷于PET薄膜上,研究MWCNT的加入对油墨的形态、结构及热稳定性的影响,并通过导电性测试确定了MWCNT的含量。由硬度与附着力测试确定了油墨的最佳固化条件,并研究了印刷线路的长宽度对油墨电阻的影响。结果表明,MWCNT的加入有助于提高油墨的导电性与热稳定性,且确定MWCNT的最佳含量为20%。油墨的最佳固化条件为固化温度170℃、固化时长12 min。印刷墨条的电阻值随印刷墨条长度、宽度的增加呈现规律性变化,制备的导电油墨具备良好的流变性能。