基于GA⁃BP的多目标PEDOT∶PSS导电非织造布性能优化

针对聚(3,4-乙撑二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)导电非织造布存在导电性能不稳定和机械性能较差等问题,采用神经网络模型对PEDOT∶PSS导电非织造布进行性能优化。通过收集PEDOT∶PSS导电非织造布的试验数据,作为GA-BP神经网络的输入和输出,并建立针对PEDOT∶PSS导电聚合物配比的优化模型。结果表明:制备PEDOT∶PSS导电非织造布的最佳工艺参数为EDOT与PSS摩尔比例0.3345、过硫酸铵浓度0.0297 mol/L、硫酸铁浓度0.0487 mol/L、盐酸质量分数6.9630%,此时导电非织造布电导率为6.713 S/m,非织造布拉伸断裂强度为4.581 MPa。制备的PEDOT∶PSS导电非织造布经过20 min摩擦后,电导率由6.329 S/m下降到5.348 S/m;经过60 min水洗后电导率由6.536 S/m下降到5.435 S/m,且下降趋势缓慢。认为:所制备的导电非织造布具有良好的稳定性及耐用性。

基于机械剥离制备的PEDOT:PSS/β-Ga2O3微米片异质结紫外光电探测器研究

β-Ga_(2)O_(3)具有超宽带隙(约4.9 eV)、高的击穿电场(约8 MV/cm)、良好的化学稳定性和热稳定性等优点,是一种很有前途的制备紫外光电探测器的候选材料.由于未掺杂的β-Ga_(2)O_(3)为n型导电,所以制备p型β-Ga_(2)O_(3)面临很多困难,从而制约了同质PN结的开发与应用.聚(3,4-乙烯二氧噻吩)-聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是一种p型导电聚合物,在250—700 nm有着较高的透明度,采用p型有机材料PEDOT:PSS和n型β-Ga_(2)O_(3)构成的异质结可能为PN结型光电器件的研制提供一种途径.本文利用机械剥离法从β-Ga_(2)O_(3)单晶衬底上剥离出单根β-Ga_(2)O_(3)微米片,微米片的长度为4 mm,宽度为500μm,厚度为57μm.将有机材料PEDOT:PSS涂覆在剥离出来的微米片的一侧制备出PEDOT:PSS/β-Ga_(2)O_(3)无机-有机异质结的紫外光电探测器,器件表现出典型的整流特性,而且发现器件对254 nm紫外光敏感,具有良好的自供电性能.该异质结紫外探测器的响应度和外量子效率分别为7.13 A/W和3484%,上升时间和下降时间分别为0.25 s和0.20 s.此外,3个月后器件对254 nm紫外光的探测性能并未发现明显的衰减现象.本文的相关研究工作将对研发新型紫外探测器提供了新的思路和理论基础.

LiCl掺杂PEDOT∶PSS提高蓝光量子点发光二极管的性能

基于全溶液制备的量子点发光二极管(QLEDs)通常存在电子-空穴注入不平衡的问题,严重地限制了蓝光QLEDs器件性能的提升。本文研究了不同浓度的金属卤化物(Li Cl)掺杂对聚(乙烯二氧噻吩)∶聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT∶PSS)薄膜的形貌、导电率、透光性以及所制备QLEDs器件性能的影响规律。实验结果表明,Li Cl的掺杂浓度(质量分数)为2%时蓝光QLED器件性能的提升效果最佳,这主要归因于Li Cl掺杂后的PEDOT∶PSS薄膜导电率和透光性的增强以及器件中空穴注入效率的提高。相较于未掺杂的PEDOT∶PSS基QLED器件,基于Li Cl掺杂的蓝光QLED器件的最大亮度、峰值电流效率、峰值功率效率和峰值外量子效率分别从5 083 cd·m^(-2)、0.91 cd·A^(-1)、0.59 lm·W^(-1)和2.31%提升到7 451 cd·m^(-2)、1.38 cd·A^(-1)、0.89 lm·W^(-1)和3.51%。结果表明,采用Li Cl掺杂PEDOT∶PSS空穴注入层是提高蓝光QLED性能的一种有效策略。

PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维的制备及其电化学性能研究

为了更好地实现石墨烯基纤维在柔性可穿戴储能器件领域的应用,采用改进的Hummers法制备氧化石墨烯水分散液与聚(3,4-亚乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)分散液制备一定浓度的复合纺丝液;以氯化钙溶液为凝固浴,通过湿法纺丝技术制备不同比例的PEDOT∶PSS/氧化石墨烯复合纤维,经氢碘酸还原获得PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维。对PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维的结构形貌进行表征,PEDOT/PSS质量分数为20%时复合纤维的直径约为95μm,表面具有褶皱卷曲的形貌。以PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维组装柔性超级电容器,在不同凝胶电解质体系中进行电化学性能评价。结果表明,PEDOT∶PSS质量分数为20%的PEDOT∶PSS/石墨烯复合纤维在PVA/H_(2)SO_(4)凝胶电解质体系中的电化学性能最佳;当电流密度为0.14 mA/cm^(-2)时,面积比电容为420.7 mF/cm^(2),能量密度为9.35μW h/cm^(2),表现出良好的电化学性能,可为温湿度计供电,并显现出在智能可穿戴储能器件中的潜在应用前景。

PEDOT∶PSS导电聚合物纤维的制备及热电性能研究

以导电聚合物聚(3,4乙撑二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT∶PSS)为原料,通过添加离子液体调控纤维性能,利用湿法纺丝制备出具有较高机械强度、高导电性和良好热电输出特性的多功能PEDOT∶PSS纤维,并考察了离子液体含量及喷丝头直径对纤维性能的影响。结果表明:离子液体含量为2%(质量分数)时,PEDOT∶PSS纤维断裂强度和电导率分别为196MPa、2054S/cm,功率因数达到80μW/(m·K^(2)),塞贝克系数超过20μV/K,最大功率为3.5nW;随着喷丝头直径的增加,纤维的断裂强度下降但断裂伸长率提高,喷丝头直径为0.25mm时纤维的断裂强度达到254MPa,电导率为2465S/cm;喷丝头直径为0.58mm时纤维断裂伸长率达到23%。

PEDOT类导电聚合物/碳纳米管/Pt复合材料的制备及其电催化

本文以聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/碳纳米管(PEDOT/CNT)复合材料为载体,将金属铂分散其表面,以提高铂催化剂的电催化性能以及抗中毒性和稳定性。分别采用红外光谱和扫描电子显微镜来对材料进行结构表征;通过循环伏安法(CV)与计时电流法(CA)对复合材料在甲醇和乙醇中的催化氧化性能进行探究。结果表明,与CNT/Pt催化剂相比,PEDOT/CNT/Pt催化剂具有更好的电催化甲醇、乙醇的能力,其电化学活性面积为168.19 m^(2)·g^(-1),与CNT/Pt催化剂(29.37 m^(2)·g^(-1))相比,其电化学活性得到了极大的提高;其在甲醇、乙醇溶液中的质量活性电流密度分别为1134 m A·mgPt^(-1)、999 mA·mg^(-1),远高于CNT/Pt催化剂(281 m A·mg^(-1)、235 mA·mg^(-1))。

PEDOT:PSS在超级电容器上的应用研究进展

近年来,能源危机不断加剧,可持续再生能源得到了巨大发展。电化学储能技术是收集、存储这类能源的重要技术之一。电化学储能器件中最有代表性的两类是超级电容器和锂离子电池。相比锂离子电池,超级电容器具有更高的功率密度、出色的电荷储存能力、高安全性、长循环寿命和出色的环境适应性。因此,超级电容器作为一种环保可持续的新型储能装置备受关注。电极材料是决定超级电容器性能的关键因素。导电聚合物聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)具有高导电性、可溶液加工、较高的热稳定性、环境友好和安全等特点,因此作为超级电容器电极材料备受关注。

PEDOT:PSS在压阻式柔性压力传感器中的应用研究进展

随着智能化技术及物联网的不断发展,柔性压力传感器作为可穿戴电子设备和电子皮肤的核心器件,拥有了越来越广阔的市场。为了获得高性能的柔性压力传感器,研究者们在传感器的材料、结构及器件设计等方面进行一系列的创新型研究工作。聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)是一种应用广泛的导电聚合物。由于其高导电性,易于加工和生物相容性而受到了极大的关注。作为一种灵活的多用途材料,PEDOT:PSS可以发展成各种形式,并对新兴的传感应用产生了重大影响。本文综述了近年来PEDOT:PSS在柔性压阻传感器中的应用研究的最新进展,并介绍了PEDOT:PSS在压阻传感器中的应用及这些传感器性能提高的方法和机理。

多孔球状V_(2)O_(5)/PEDOT水系锌离子电池电极材料制备

采用简单的水热合成法制备得到了多孔球状的V_(2)O_(5)与V_(2)O_(5)/PEDOT电极材料.用扫描电镜(SEM)、透射电镜(TEM)、X衍射测试(XRD)对样品进行了结构表征.并将其组装成锌离子电池,通过循环伏安(CV)、恒电流充放电(GCD)等测试手段研究其电化学性能.结果表明,V_(2)O_(5)/PEDOT电极材料在电流密度为0.1 A·g^(-1)时,放电容量为359 mAh·g^(-1),高于相同条件下制备的V_(2)O_(5)电极材料(160 mAh·g^(-1)).在5 A·g^(-1)电流密度时,经过2000次恒流充放电循环测试后,放电容量从147 mAh·g^(-1)下降到142 mAh·g^(-1),容量保持率为96.6%.制备得到的V_(2)O_(5)/PEDOT电极材料具有优异的电化学性能.

碳布负载PEDOT在SPE电解池中高效合成过氧化氢的研究

为了实现高效､实际规模的H_(2)O_(2)电合成,催化材料和电化学反应器设计发挥着同样重要的作用。通过电沉积方式在碳布(Carbon Cloth,CC)上聚合导电聚合物聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)用于原位合成过氧化氢(H_(2)O_(2)),利用扫描电子显微镜(SEM)､傅里叶变换红外光谱(FT-IR)对电极形貌结构进行表征。将电极制作为膜电极组件(MEA)并应用于固体聚合物电解质(SPE)电解池,探究其合成H_(2)O_(2)的性能。结果表明,PEDOT/CC具有良好的催化氧还原合成H_(2)O_(2)的性能,并且在SPE电解池中表现出更短的极板距离､更高的H_(2)O_(2)产量(1152.38 mg/L)以及更优的电流效率(89%)。

PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)复合薄膜的制备及其超电容性能研究

以价格低廉的Fe_(3)O_(4)纳米颗粒为填料,聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)为基材制备复合材料,并采用高氯酸(HClO4)对其进行后处理,获得PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)柔性自支撑薄膜。利用扫描电子显微镜(SEM)、X-射线衍射仪(XRD)、X射线电子能谱(XPS)、拉曼光谱(Raman)对复合薄膜进行形貌和结构表征,并采用循环伏安(CV)和恒电流充放电(GCD)对其进行电化学性能分析。结果表明:经酸处理的PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)复合薄膜表面粗糙,电化学性能得到较大提升,且倍率性能较好。在1 A/g时,放电比电容可达106 F/g,远远超出PEDOT:PSS原始膜和未处理的PEDOT:PSS/Fe_(3)O_(4)复合薄膜;在10 A/g时,放电比电容能够保持在81 F/g。

PEDOT:PSS复合涤/棉导电非织造布的制备及其性能

为制备具有良好导电性能和使用性能的非织造布,利用原位聚合的方法在涤/棉非织造布上原位生长致密的聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸钠(PEDOT:PSS)导电聚合物,探究掺杂剂体积占比、氧化剂体积占比等工艺参数对导电非织造布性能的影响。实验结果表明:PSS∶过硫酸铵(APS)∶EDOT的比例为2∶1.5∶1、聚合时间为10 h为最佳工艺,制备的导电非织造布的电导率最高为29.044 mS/cm;最佳制备工艺下导电非织造布的断裂强力为20.18 N,伸长率为85.23%;导电织物耐洗涤性良好,透气率可达329.19 mm/s,为导电非织造布在柔性电子中的应用提供参考。

多壁碳纳米管/PEDOT复合修饰电极的制备及对苯二酚的测定

采用循环伏安法和悬凃法,在玻碳电极表面进行聚(3,4)-乙撑二氧噻吩(PEDOT)和多壁碳纳米管修饰,制备多壁碳纳米管-聚(3,4)-乙撑二氧噻吩复合修饰电极。通过扫描电镜观察复合电极的表面形貌,通过电化学阻抗谱(EIS)和循环伏安(CV)对复合电极进行电化学表征,用差分脉冲法(DPV)研究对苯二酚浓度与峰电流之间的线性关系。实验结果表明,制备的复合修饰电极对对苯二酚有明显的电催化作用,氧化还原峰电流明显增大;在p H为7.0的磷酸缓冲液(PBS)里,对苯二酚的峰电流最大。在1×10^(-5)~5×10^(-4)mol/L对苯二酚的浓度范围内,复合修饰电极的氧化峰电流值与浓度呈线性关系,其线性方程为y=47.95+0.0979x,R2=0.961,检出限为1.9×10^(-6)mol/L。制备的复合修饰电极能够增强电化学信号,具有较好的稳定性。

PEDOT:PSS的商业化应用研究进展

聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)水性分散体是一种基于规模化氧化聚合技术生产的高附加值导电液,解决了本征导电聚合物PEDOT的加工性,其固相材料形态多样且具有优异的光学、电学、电化学、力学、化学和热学稳定性、生物兼容能力等性能,在有机电子领域应用广泛,且长期处于学术研究热点和前沿。简述了PEDOT:PSS的制备方法并根据发展阶段全面分析厘清了其应用研究进展,以为学术界和业界提供借鉴,为继续推动PEDOT:PSS的商业化应用和国内产学研合作突破技术壁垒提供有益帮助。

基于PEDOT:PSS导电聚合物的透明电极制备及其光电性能研究

通过掺杂改性,在玻璃和柔性塑料衬底上采用旋涂法制备了高导电性和高透明性的PEDOT:PSS薄膜。然后以此为基础,研究了PEDOT:PSS为阳极的绿光OLED标准器件和黄光电致磷光器件性能。以CBP掺杂磷光材料(MPPZ)2Ir(acac)为发光层制备了柔性和平面OLED器件,考察了以ITO、PEDOT:PSS/玻璃、PEDOT:PSS/PET三种不同阳极器件的性能。实验结果表明,以PEDOT:PSS/玻璃阳极的器件启动电压为3.83 V,最大亮度可达18632 cd/m^(2),最大电流效率可达21.61 cd/A,显示了PEDOT:PSS透明导电薄膜作为OLED阳极材料具有很大的发展潜力。

微通道搅拌优化空穴注入用PEDOT:PSS制备及材料表征

改进了聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)/聚(苯乙烯磺酸盐)(PEDOT:PSS)的合成技术。采用对甲苯磺酸铁[(Fe(OTs)_(3))]作为催化剂,并在反应中引入磷酸三乙酯作为水溶性助剂并辅助催化反应且消泡稳黏,以优化PEDOT:PSS的成膜性能。同时,利用微通道搅拌方法制备了均匀粒径(<50 nm)的OE-004 PEDOT:PSS分散液,然后将OE-004应用于器件表征以全面评估OE-004与Clevios P VP AI 4083的性能差异并验证其适用性。研究结果表明,OE-004材料因更均匀的粒径尺寸和优化的微观配比,在PM6:L8-BO器件中表现出与Clevios P VP AI 4083基本一致的优秀空穴传输性能,实现了17.72%的最佳光电转换效率。器件复合过程研究表明OE-004呈现出良好的空穴提取和传输能力,在抑制器件内部的单分子复合或陷阱辅助复合方面表现出色。这些结果清晰验证了OE-004在有机太阳能电池中的适用性,其优异性能为空穴用PEDOT:PSS提供了理想的国产产品。

PEDOT:PSS在有机太阳能电池中的应用研究进展

聚(3,4-乙撑二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐(PEDOT:PSS)具有良好的导电性和柔性,在可穿戴的柔性电致变色器件和柔性太阳能电池中显示出巨大的潜力。通过不同的化学沉积和物理掺杂可以更大的提高PEDOT:PSS的电化学性能。目前PEDOT:PSS在有机太阳能电池(Organic solar cells, OSCs)空穴传输层(HTL)的应用研究极为广泛,但是其具有低电导率、水/氧敏感、腐蚀电极等缺陷。为了追求优异的性能,常用的PEDOT:PSS空穴传输层仍需优化。本文综述了近年来PEDOT:PSS的各种改善方法和在有机太阳能电池空穴传输层中的应用研究最新进展,并介绍了PEDOT:PSS在柔性有机太阳能电池的应用。

柔性PEDOT:PSS修饰Te纳米棒/PEDOT纳米线复合薄膜的制备及热电性能

通过改进的自组装胶束软模板法和湿化学法分别成功合成了聚(3,4-乙烯二氧噻吩)纳米线(PEDOT NW)和聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)修饰的Te纳米棒(PC-Te),采用真空抽滤工艺制备了柔性自支撑PC-Te/PEDOT NW复合薄膜。通过透射电子显微镜等对PC-Te的显微结构进行表征,研究了PC-Te的添加量对复合薄膜的热电性能的影响规律。随着PC-Te含量的增加,复合薄膜的Seebeck系数增大,电导率减小,PC-Te含量为70%时,复合薄膜的功率因子的最大值达到47.4μW/mK^(2)(380 K)。该薄膜具有良好的柔性,弯曲500次后,其电阻变化率为9.2%。

导电聚合物PEDOT∶PSS及其在柔性生物医学传感器中的研究进展

柔性生物医学传感器面临延展性差、灵敏度不高的问题,需要开发同时具有高电学性能和力学性能的材料,而传统陶瓷、金属或半导体通常不能满足。在导电聚合物中,聚(3,4-亚乙基二氧噻吩)∶聚(苯乙烯磺酸盐)[poly(3,4-ethylenedioxythiophene)∶poly(styrene sulfonate),PEDOT∶PSS]是一种具有较高导电性、化学稳定性以及良好生物相容性的材料,已成为一种被广泛研究的电极和传感器材料,并在生物医学领域得到应用。本文总结了PEDOT∶PSS的电学性能、力学性能及改性方式,并对其在柔性生物医学传感器方面的应用现状进行综述。

聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/聚苯乙烯磺酸钠(PEDOT/PSS)水性抗静电分散体稳定性研究

为制备高稳定性PEDOT/PSS水性分散体涂布液,通过激光粒度扫描仪、原子力显微镜、四探针测试仪等对水性分散体和薄膜进行表征,研究不同活性的硅烷偶联剂、pH调节剂及有机溶剂种类对PEDOT/PSS水性分散体的稳定性和薄膜性能的影响。结果表明:不同的硅烷偶联剂、有机胺或无机氨pH调节剂以及单醇或二元醇溶剂对所得水性分散体的稳定性、薄膜微相结构分布稳定性及薄膜导电性均有重要的影响,加入硅烷偶联剂VTMS及醇溶剂IPA后薄膜导电率提高1个数量级,加入5 mol/L氨水的水性分散体在50℃干燥箱中存放1周后导电率仍保持在200 S/cm以上,无机碱氨水对改善水性抗静电分散体的稳定性起着关键的作用。