聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸基复合导电纤维的制备及其性能

为探究导电填料的掺杂方式对纤维结构和性能的影响机制,以聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)为基体,银纳米线和石墨烯为导电填料,采用湿法纺丝技术制备了PEDOT:PSS基复合纤维,并采用聚氨酯(PU)对纤维进行封装。利用扫描电镜、电化学工作站、万能试验机、疲劳试验机、接触角测量仪对纤维的结构和性能进行表征,分别研究了纺丝液和凝固浴中导电填料对纤维结构和电学性能的影响。结果表明:采用凝固浴掺杂法易将导电填料附着于纤维表面,所制备复合纤维的电导率为(421.19±75.14)S/cm,相较于纯PEDOT:PSS纤维提高了22.4%;复合纤维表面亲水性强,静态接触角为62.9°;PU封装复合纤维具有优异的弯曲稳定性和耐水洗性能。

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。

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。

聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸阳极缓冲材料的改性研究

聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是导电聚合物领域的明星分子,具备可见光透过率高、易低温溶液加工且廉价等优点,常作为标准阳极缓冲材料(ABM)广泛应用于叠层有机光电器件领域中。然而,随着半导体材料和器件结构的飞速发展,对ABM提出了更高要求,当前PEDOT:PSS的性质参数无法很好满足新一代有机光电器件的需要(如电导率较低、功函数较小、酸性较强和亲水性较强等),成为制约有机光电器件性能提升的重要瓶颈。改变导电聚合物的结构可有效优化其性质参数、大幅提升有机光电器件性能,备受关注。本文首先详细阐述PEDOT:PSS的结构特征(包括溶液和固体两种状态的结构特征),揭示PEDOT:PSS的结构与性质的关系,然后综述外加剂和新型掺杂剂(PSS替代物)改变PEDOT导电聚合物结构和性质的改性研究进展,最后展望PEDOT:PSS ABM领域的改性研究发展趋势。

高电导率聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸复合物的制备及表征

采用聚苯乙烯磺酸作为电荷平衡掺杂剂,通过氧化3,4-乙烯二氧噻吩聚合制备聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT∶PSS)。采用红外光谱、X-射线衍射图谱和四探针电导率测试仪分别对其结构和导电性能进行表征。X-射线衍射图谱表明PEDOT∶PSS为半晶态结构。电导率测试结果表明聚合工艺条件对PEDOT∶PSS电导率均有显著的影响,并在最佳工艺条件下制备出电导率高达73S/cm的PEDOT∶PSS。

还原氧化石墨烯/聚3,4-二氧乙烯噻吩∶聚苯乙烯磺酸柔性透明导电薄膜的制备及表征

采用HI整体还原法将原位聚合法制备出的氧化石墨烯/聚3,4-二氧乙烯噻吩∶聚苯乙烯磺酸(GO/PEDOT∶PSS)复合薄膜还原成还原氧化石墨烯/PEDOT∶PSS(RGO/PEDOT∶PSS)复合薄膜。通过X射线衍射、拉曼光谱、扫描电镜、四探针测试仪和紫外分光光度仪等手段对所制备材料的性能进行了表征。结果表明:当RGO掺杂量为15%(质量分数)时,RGO/PEDOT∶PSS复合薄膜综合性能最优,其方块电阻为0.25kΩ/□,透光率达到85.2%(λ=550nm),同时具有优良的导电性和柔性。

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。

聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/樟脑磺酸复合材料的合成及电化学性能

以樟脑磺酸(HCSA)为掺杂剂,FeCl3为氧化剂,通过化学氧化聚合合成了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/樟脑磺酸(PEDOT/HCSA)复合材料;采用FTIR和SEM对其结构和形貌进行了表征;探讨了掺杂剂与单体摩尔比、氧化剂用量和反应时间对产品导电性能的影响;分析了产品的电化学性能。结果表明,当n〔3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)〕:n(樟脑磺酸):n(氯化铁)=2:1:40,反应时间41 h时,复合材料具有良好的导电性能和电化学性能,电导率为10.4 S/cm,经150次充放电老化后比容量可保持在140 F/g左右,是一种潜在的超级电容器电极材料。

聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/木质素磺酸核壳粒子的制备工艺优化

以过硫酸钠为氧化剂，在木质素磺酸（LS）水溶液中通过化学氧化法聚合3,4-乙撑二氧噻吩（PEDOT），制备聚（3，4-乙撑二氧噻吩）／木质素磺酸（PEDOT／LS）水分散液。研究了木质素磺酸用量、氧化剂添加量、pH值、固含量和反应温度对产物PEDOT／LS的粒径及导电性的影响。实验得出较佳的反应条件是：木质素磺酸与EDOT单体质量比为2．0～2．5：1，氧化剂与EDOT摩尔比为1.3：1，反应体系pH值约1．5，固含量在1．8％～2．5％，反应温度10～20℃。用PEDOT／LS配制得到的涂层，表面电阻小于10^8Ω．sq^-1，光滑透明且附着力达到二级，满足抗静电剂的要求。

木质素磺酸钠掺杂聚(3,4-乙撑二氧噻吩)水分散性复合材料的制备和表征

在水性介质中,以可再生资源木质素磺酸钠作为新型掺杂剂和软模板,采用化学氧化聚合法制备了在水中稳定分散的聚(3,4-乙撑二氧噻吩)—木质素磺酸复合材料。采用红外光谱、紫外-可见吸收光谱、TGA、SEM以及电导率仪对其性能进行了相关测试和表征。结果表明:所制备的材料呈现管状或纤维状的微观构型,当木质素磺酸钠与3,4-乙撑二氧噻吩单体的质量比为1.5∶1时,所制备的复合材料室温电导率可达1.15·10-3 S/cm,并具有热稳定性和分散稳定性好等优点,该材料在抗静电涂层和生物医用导电高分子领域具有潜在的应用前景。

微波辐射下一锅法合成3,4-乙撑二氧噻吩类化合物

首次从2,3-二甲氧基-1,3-丁二烯衍生物出发,微波辐射下采用一锅法成功合成了一系列3,4-乙撑二氧噻吩类化合物。实验表明,该法具有反应条件温和、收率高和操作简单的优点。3,4-乙撑二氧噻吩类化合物的结构经1H NMR、13C NMR、IR和元素分析进行了表征。也讨论了原料的量、催化剂和溶剂对3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)收率的影响。

CuY型分子筛催化合成3,4-乙撑二氧噻吩

以2,5-二羧酸-3,4-乙撑二氧噻吩为原料,首次采用CuY型分子筛作催化剂应用于3,4-乙撑二氧噻吩合成,反应温度有了明显降低,合成条件更温和,产品收率更高。通过实验探讨了催化剂、温度、溶剂等因素对反应的影响。结果表明:当采用CuY型分子筛为催化剂、二甲基亚砜为溶剂、反应温度为135℃时,收率最高。产品结构经1 H NMR、13C NMR、IR和元素分析进行了表征。

关于2,5-二甲酸-3,4-乙撑二氧噻吩的脱羧方法研究

2,5-二甲酸-3,4-乙撑二氧噻吩的脱羧环节是制备3,4-乙撑二氧噻吩的最后一步,也是最关键的一步,许多文献都就其脱羧方法做了研究,包括在无氧条件下、有氧条件下反应,以及催化剂的研究,本文对其主要方法做了总结。

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。

基于聚3,4-乙撑二氧噻吩和1-芘丁酸构建的新型铁卟啉仿生传感器及其对邻苯二酚的催化研究

利用仔-仔共轭效应,将1-芘丁酸（ PBA）与导电高聚物聚3,4-乙撑二氧噻吩（ PEDOT）相连,并通过Zr4＋与羧基形成的配位键将羟基铁卟啉（ Hematin）与PBA相连接,将Hematin固定于电极上,构建出一种制备过程简单的新型传感器（ GCE/PEDOT/PBA/Hematin）。为了检验这种仿生传感器的稳定性和灵敏度,通过循环伏安法（CV）、交流阻抗法（EIS）和时间电流曲线法（i-t）等各种技术,将其应用于电化学检测中。 CV扫描证实在充分除氧的PBS缓冲液中,GCE/PEDOT/PBA/Hematin出现一对准可逆的氧化还原峰,其电子转移速率常数约为4.8 s-1,说明聚合于电极上的PEDOT膜增加了Hematin的电子转移速率。另外,通过i-t曲线检测邻苯二酚,在邻苯二酚浓度5×10-7～2×10-4mol/L范围内,其与催化电流强度呈线性相关,i=0.018C＋0.006（R=0.9998）,检测灵敏度为0.258μA （μmo·cm2）,检出限为0.33 nmol/L（S/N=3）,证明此仿生传感器稳定,简单且灵敏度高。

含3,4-乙撑二氧取代基的聚三噻吩衍生物的合成与表征

通过Stille反应合成了3’，4＇-乙撑二氧-2，2’：5’，2”-三噻吩，并以其作为单体，在0～5℃下，以FeCl3为氧化剂，在氯仿溶液中合成了3种聚（3’，4’-乙撑二氧-2，2’：5’，2”-三噻吩）。并采用紫外-可见光谱（UV—Vis）、傅里叶红外光谱（FT—IR）、凝胶色谱（GPC）、循环伏安（CV）、透射电镜（TEM）和热重分析（TGA）对聚合物进行了表征。同时讨论了乙撑二氧取代基和FeCl3用量对聚合物性质的影响。结果表明：聚合物的紫外最大吸收为466～474nm，数均分子量为3．4×10^3～3．6×10^3，能隙大约为2．05eV，热分解温度为110℃。

Fe(ClO_4)_3氧化合成聚乙撑二氧-三噻吩

分别以Fe(Cl O4)3、FeCl3、Fe2(SO4)3作为氧化剂,对3′,4′-乙撑二氧-2,2′∶5′,2″-三噻吩(TET)进行了化学氧化聚合,并研究了聚合条件对聚合物结构和电化学性能的影响。利用红外光谱、紫外光谱、X射线衍射对聚合物进行了表征,采用循环伏安、恒电流充放电等电化学方法研究了聚合物的电化学性能。结果表明:当TET与Fe(Cl O4)3的摩尔比为1∶4,反应温度为18℃,反应时间为12 h时,聚3′,4′-乙撑二氧-2,2′∶5′,2″-三噻吩(PTET)具有更好的共轭结构和电化学性能,导电率可达1.47 S/m,比电容可达133 F/g。

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。