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。

以核壳型聚乙烯基苯磺酸钠/聚丙烯酸丁酯为模板的聚3,4-二氧乙烯噻吩水分散体的制备及性能

通过无皂乳液聚合,制备了以聚丙烯酸丁酯(PBA)为核,聚乙烯基苯磺酸钠(PSSNa)为壳的核壳型聚乙烯基苯磺酸钠/聚丙烯酸丁酯(PSSNa/PBA),并以此为模板制备了核壳型聚3,4-二氧乙烯噻吩(PEDOT)水分散体,研究了核壳型模板对PEDOT水分散体结构和性能的影响。结果显示:通过透射电镜(TEM)表征,证明成功制备了核壳型模板PSSNa/PBA和具有核壳结构的聚3,4-二氧乙烯噻吩:聚乙烯基苯磺酸钠/聚丙烯酸丁酯(PEDOT:PSSNa/PBA)水分散体。聚合动力学研究表明,以核壳型PSSNa/PBA为模板时,EDOT的聚合速率加快。表面方块电阻测试表明,较PEDOT:PSSNa薄膜,PEDOT:PSSNa/PBA薄膜的方块电阻降低近16倍,说明核壳结构的模板可改善PEDOT薄膜的导电性。

以低分子量聚乙烯基苯磺酸钠为模板的聚3,4-二氧乙烯噻吩水分散体的制备及性能

通过RAFT聚合,制备了低分子量的聚乙烯基苯磺酸钠(PSS);其次以低分子量的聚乙烯基苯磺酸钠为模板制备了聚3,4-二氧乙烯噻吩(PEDOT):聚乙烯基苯磺酸钠(PSS)水分散体,研究了作为模板的聚乙烯基苯磺酸钠的不同分子量对PEDOT:PSS水分散体结构和性能的影响。结果显示:通过核磁氢谱(1H NMR)表征,证明成功制备了分子量为3900,4900,9600和18300的聚乙烯基苯磺酸钠。用荧光探针法发现低分子量PSS在水中能形成胶束,临界胶束浓度在10^(-6) g·ml^(-1)左右。用四探针表面电阻测试发现,低分子量PSS为模板可明显提高PEDOT薄膜的导电性,最大提高了近3倍。用紫外可见分光光度计(UV)研究发现,以低分子量PSS为模板使PEDOT的透明性有一定的下降,这主要是由于RAFT试剂部分和PEDOT:PSS的相分离造成的。热稳定性的测试表明,低分子量PSS为模板对PEDOT的热稳定性没有明显的影响。

导电高分子材料聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)的研究进展

介绍了聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)(简称PEDOT)单体的聚合方法以及修饰方面的进展,并对其在有机发光二极管,电致变色装置和电化学电容器等方面的应用情况进行了综述。

凝胶聚合物电解质组装聚3,4-乙烯二氧噻吩固态超级电容器

以聚3,4-乙烯二氧噻吩/碳纸(PEDOT/CP)为电极,聚乙烯醇/硫酸/碘化钾(PVA/H2 SO4/KI)凝胶为聚合物电解质,组装成PEDOT固态超级电容器。采用循环伏安法(CV)、恒电流充电/放电技术(GCD)和电化学阻抗谱(EIS)技术研究了电解质中PVA浓度对超级电容器电化学性能的影响。结果表明,以浓度为10%的PVA溶液所组装的固态电容器在1 mA/cm2放电电流下有较高的比电容(352.59 F/g),能量密度和功率密度分别为451.32 Wh/kg,13.29 kW/kg。凝胶聚合物电解质因兼具了液体电解质优良的电导率和固态电解质易于封装、无泄漏等优点,所以在电源备用系统、电动汽车、医疗电子器械及军工设备等领域中具有良好的应用前景。

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。

水性乳化液中聚3,4-已撑二氧噻吩(PEDOT)低维材料的制备

实验以十二烷基苯磺酸钠(SDBS)为乳化剂,Na2S2O8为氧化剂,正己烷为油相水性乳化液中制备出聚3,4-已撑二氧噻吩(PEDOT)纳米棒和纳米球。研究了乳化剂浓度、温度、油水比、氧化剂浓度对PEDOT形貌的影响。当油水比例为1/4,乳化剂的量为1.00g,氧化剂的量为0.1626g,温度为60℃时,得到PEDOT为分布均匀规则的纳米棒,相同条件下,油水比例为1/8时,PEDOT为纳米球。油水比例为1/4,乳化剂用量为1.0g～2.0g,随乳化剂用量增加,PEDOT的形状由棒状变为球状,并且随着乳化剂用量增加,球状尺寸减小。

聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)的单体乙撑二氧噻吩(EDOT)的合成

以硫代二甘酸为原料,通过酯化、缩合、O-烷基化、水解和脱羧五步,合成了聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)的单体乙撑二氧噻吩(EDOT),并对实验结果和过程进行了讨论,找出了影响反应的最关键因素。运用红外光谱仪(FTIR)及气相色谱-质谱联用仪(GC-MS)对产物进行了结构表征。

新型有机导电发光材料聚乙撑二氧噻吩的研究现状

PEDOT是一种新型的有机导电发光材料,具有高电导率、好的环境稳定性、薄膜易制且透明性好等优点,是制备有机电致显示、太阳能电池、超级电容器等电子设备的理想材料。由于其独有的电学和光学特性及广泛的应用领域,PEDOT必将引起人们广泛关注。本文简述了PEDOT的研究现状及合成中尚存在的问题。

3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)的新合成方法

以氯乙酸为原料,通过酯化、Claisen缩合、O-烷基化和脱羧等反应合成出3,4-乙撑二氧噻吩,总产率为23.6%,运用FTIR、GC-MS对产品结构进行了表征,并对其反应机理进行了讨论。

聚3，4-乙二氧噻吩包覆碳纳米管的原位化学氧化合成

报道了不同溶剂体系中原位化学氧化合成PEDOT/CNTs纳米复合物的实验,用红外光谱(IR)、拉曼光谱、透射电子显微镜(TEM)以及四探针电导率仪对合成的纳米复合物进行了表征,可以看出:采用乙腈作为反应介质环境,可以获得反应充分完全的具有理想形态的聚乙二氧噻吩包覆碳纳米管的纳米复合纤维;通过对合成纳米复合纤维进行导电性方面的表征,证明通过一维纳米形态的碳纳米管和导电聚乙二氧噻吩的复合,可以获得具有更高导电性的纳米复合纤维。

聚乙撑二氧噻吩导电聚合物上吗啡的电化学检测

在水相中电沉积制备得到了聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)导电聚合物膜,研究了沉积电量、沉积电位等因素对聚合物膜的电化学活性及其在水溶液中检测吗啡的电化学响应的影响.结果表明,沉积电量为20～40mC,沉积电位为1.2V(相对于Ag/AgCl电极)时所得的聚合物膜对吗啡具有最高的电化学响应.在此基础上,研究了PEDOT膜修饰电极在不同浓度的吗啡水溶液中的电化学检测,发现在0.05～6mmol·L-1浓度范围内具有很好的线性响应,最低检测限为0.05mmol·L-1,相关系数达0.995.

聚乙烯基复合透明导电薄膜的制备与性能

以聚乙烯(PE)薄膜为基材,通过表面处理,采用聚乙撑二氧噻吩(PEDOT)制备导电涂料,利用丝杠涂布制备了在可见和中远红外都有较高透过率的透明导电薄膜。利用可见分光光度计、红外光谱仪(IR)、四探针等分析PE导电薄膜的透光性和导电性。结果表明,表面改性有效提高导电层溶液的铺展性;当紫外光固胶CBU225质量分数为20%,导电层溶液中含有质量分数5%二甲基亚砜时,制备的PE导电薄膜表面电阻为8640Ω,在550nm的透过率为75.8%,红外透过率最高。

聚3,4-乙撑二氧噻吩/金复合电极的制备及其在多巴胺检测中的应用

在水溶液中，以对甲苯磺酸钠为支持电解质，在氧化铟锡导电玻璃上，采用电化学恒电位极化法制备聚3，4-乙撑二氧噻吩（ PEDOT）修饰电极。通过电化学循环伏安法，在PEDOT电极上沉积金纳米颗粒（ Au NPs），制得PEDOT/Au复合修饰电极，用于多巴胺（ DA）的电化学检测。考察了PEDOT/Au复合修饰电极中Au NPs的沉积量对DA电化学检测响应的影响，同时研究了在干扰物质抗坏血酸（ AA）和尿酸（ UA）存在时，PEDOT/Au复合修饰电极对DA的检测。结果表明，在中性pH溶液中，利用PEDOT/Au复合修饰电极，采用差分脉冲伏安法检测DA的线性范围为5×10-6～1×10-4 mol/L，最低检测限可达1×10-8 mol/L，且能有效排除AA和UA的干扰，实现三者的同时检测。

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/Te纳米复合纤维的制备与热电性能

分别采用自组装胶束软模板法和化学热还原法制备了一维结构的聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)纳米纤维和Te纳米线,然后通过微量注射泵辅助的挤出成型法制备了不同Te质量分数的PEDOT/Te纳米复合纤维,并进一步采用热压处理提高纤维的热电性能。通过场发射扫描电子显微镜(FESEM)、透射电子显微镜(TEM)、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)等对制备的PEDOT纳米纤维、Te纳米线及PEDOT/Te复合导电纤维的微观结构及组成进行了分析,探究了热压处理对导电纤维热电性能的影响。制备的PEDOT/Te纳米复合纤维的电导率随Te质量分数的升高呈下降趋势,Seebeck系数呈上升趋势,在Te质量分数为59%时,Seebeck系数由纯PEDOT的11μV/K升高到18μV/K。热压处理后,复合纤维的电导率和Seebeck系数均得到大幅度提升,主要归因于纤维致密度的提高以及Te纳米线之间更加高效载流子传输通道的构建,最终热压后复合纤维的最大功率因子由0.95μW/mK^(2)升高到3.0μW/mK^(2)。

修饰LB膜法制备的PEDOT薄膜对HCl气体气敏性的影响

以二十烷酸（AA）LB膜为模板,通过3,4-乙烯二氧噻吩（EDOT）单体在LB膜亲水基团间聚合,采用垂直拉膜方式在叉指电极上制备了不同层数的AA/PEDOT膜,并对HCl气体在AA/PEDOT复合LB膜中的作用进行研究,结果表明,膜厚、处理温度、拉膜膜压对AA/PEDOT复合LB膜的HCl气体敏感性能有不同程度的影响.在较小气体体积分数范围（20～60μL/L）内,AA/PEDOT多层有序膜对气体表现出非线性响应特性,而在较高浓度范围内则表现出线性响应特性.AA/PEDOT复合LB膜对30μL/L HCl气体的响应时间约为20 s,远快于普通PEDOT旋涂膜（约为80 s）,同时在膜压达到45 mN/m时,AA/PEDOT膜的敏感性能反而下降.敏感机理解释为电子在PEDOT共轭系统和氧化性气体间的转移.

由分子链构象转变及结构重组引起的聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸/聚乙烯醇纤维高性能化

采用一种新颖的二甲基亚砜(DMSO)蒸汽处理的方法制备高导电性的(聚3,4-乙烯二氧噻吩-聚苯乙烯磺酸盐/聚乙烯醇)(PEDOT:PSS/PVA)有机导电纤维.通过分析蒸汽处理前后纤维在化学结构、形貌、表面化学组分及分子链构象等方面的变化,探究蒸汽处理提高纤维导电性能的机理.结果表明,蒸汽处理引起纤维内部结构重组和分子链构象转变,显著提高了纤维导电性能.蒸汽处理使PEDOT和PSS间发生相分离,部分无定形的PSS链段富集到纤维表面,减少了毗邻的导电PEDOT颗粒间绝缘的PSS层厚度,促使导电PEDOT颗粒之间形成更好的导电网络通路,进而增强纤维导电性能.蒸汽热处理还使PEDOT分子链构象由苯式结构转变为利于载流子传输的醌式结构.随着蒸汽处理的进行,纤维表面变得光滑,表面粗糙度下降;同时,纤维的力学性能有所提升.

基于PEDOT:PSS与碳纳米管复合纳米材料的应变传感器

提出一种基于导电聚合物聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)与碳纳米管(CNT)复合纳米材料的柔性应变传感器。介绍了复合纳米材料的制备、应变传感器的制备与封装以及传感器力学性能的测试。利用自制夹具对传感器进行了测试,测试结果表明制备的传感器在不同拉伸下,传感器U-I曲线符合欧姆定律,该传感器最大相对拉伸可达100%,应变灵敏度系数(GF)可达301,并且具有良好的重复性。该应变传感器在人类运动监测、个性化医疗以及心理健康监测等方面具有广阔的应用前景。

PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结的制备及紫外探测性能

利用电化学阳极氧化方法制备了高度有序的TiO2纳米管阵列,采用旋涂方法在纳米管表面制作一层聚（3,4-亚乙二氧基噻吩）∶聚（苯乙烯磺酸）（PEDOT∶PSS）薄膜构建PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结并研究了其紫外探测性能。通过扫描电子显微镜（SEM）对TiO2纳米管和PEDOT∶PSS进行表面微观形貌表征。通过测试不同光照强度、不同偏压下的电压-电流和电流-时间曲线研究PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结在紫外光（UV）下的光电探测性能。由于TiO2纳米管较高的比表面积和PEDOT∶PSS较高的透射率,PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结具有优良的紫外光电探测性能。实验发现,在1 V偏压和光照强度为2. 14 m W/cm2的375 nm紫外光照射下,PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结的光电流可达973. 5μA,响应度为2. 23 A/W,外量子效率高达736. 5%。实验结果表明PEDOT∶PSS/TiO2纳米管肖特基结的紫外探测结构性能良好。