多色显示电致变色聚合物叠层复合薄膜的可控制备

在氧化铟锡透明导电玻璃(ITO)电极上电化学聚合依次得到聚4,4',4″-三[4-(2-联噻吩基)苯基]胺(PTBTPA)和聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)薄膜, 从而可控制备出叠层复合薄膜. 由红外光谱(FTIR)和场发射扫描电镜(SEM)表征了复合薄膜. 紫外-可见吸收光谱和电化学测试结果表明, 相对于PTBTPA薄膜(中性态橙色到氧化态深灰色)与PEDOT薄膜(中性态深蓝色到氧化态浅蓝色)的颜色变化, 叠层复合薄膜在不同的电压下能够展现出从橙色→蓝色→墨绿色的颜色变化, 并保持了较好的电化学活性和光学对比度. 这主要源于中性态吸收光谱和颜色显示互补的电致变色材料的选择. 本文提供了一种简单有效的制备多色乃至全色显示的电致变色材料的方法, 该方法同样适用于其它聚合物电致变色材料体系.     

获得高性能电致变色薄膜的ITO表面修饰方法

氧化铟锡玻璃(ITO)以其优良的导电性能和透过率以及相对低的反应活性使其在显示器和电致变色器件中有广泛的应用. 然而, ITO表面的金属氧化物基团也带来了一些问题, 如通过物理方法沉积的电致变色薄膜易从ITO基底上脱离, 从而降低器件寿命, 此种问题在使用液体电解质时显得尤为突出. 为此, 我们利用有机酸小分子对ITO基底表面进行修饰, 继而利用电化学沉积的方法制备聚3,4-(2,2-二甲基丙烯二氧基)噻吩电致变色薄膜. XPS结果表明基底与修饰物间以化学键结合, 超声波处理可以看出电致变色薄膜在修饰后的基底上有更好的稳定性. 本研究提供了一种简单易行的方法来获得高性能的高分子电致变色薄膜.     

希瓦氏菌介导制备还原氧化石墨烯薄膜及其增强的胞外电子传递

采用单室、三电极体系,通过希瓦氏菌(Shewanella)还原氧化石墨烯(GO)膜,制备了石墨烯(rGO)薄膜,并通过X射线衍射(XRD)和拉曼光谱(Raman)等手段表征了GO还原前后的结构和性质,证明了Shewanella菌可以有效将GO膜还原为rGO.以该生物还原得到的rGO薄膜为工作电极,可以有效改善Shewanella菌的胞外电子转移(EET).与空白的氧化铟锡(ITO)电极相比,rGO电极的阳极输出电流增大了13%,电量增加90%.该Shewanella还原法是一种温和制备rGO膜的方法,制得的rGO膜改善了微生物的EET效率.     

盘状多酸P_5W_(30)/阳离子聚电解质/氧化石墨烯杂化多层膜的电致变色性能

为了提高薄膜[PEI/P_5W_(30)]_(30)的电致变色性能,将具有大的二维尺寸和良好导电性的氧化石墨烯引入该薄膜中。通过层层自组装(LBL)技术构筑了基于盘状多酸K12.5Nal.5[Na P_5W_(30)O_(110)]·15H_2O(P_5W_(30))、氧化石墨烯(GO)的复合薄膜[PEI/P_5W_(30)/PEI/GO]_(30)(PEI:聚乙烯亚胺),并利用UV-Vis光谱对薄膜的组成及增长进行监测;通过原子力显微镜对薄膜的表面形貌进行考察,利用循环伏安法对薄膜电化学氧化还原性质进行研究;薄膜在外加氧化还原电位下呈现出无色/蓝色的可逆变化,电致变色响应时间在10 s以内;此外,薄膜在阶跃电位0.75 V/-0.75 V下循环150次,电致变色性能没有明显减弱,体现了薄膜良好的电致变色可逆性。氧化石墨烯的引入使薄膜[PEI/P_5W_(30)/PEI/GO]_(30)呈现出响应速度快、抗电疲劳强的电致变色性能,将在电致变色器件领域有广阔的应用前景。     

自支撑石墨烯/聚苯胺纳米纤维薄膜的制备及其电化学电容行为

用真空抽滤氧化石墨（GO）与聚苯胺（PANI）纳米纤维的混合分散溶液,流动组装得到自支撑GO/PANI复合薄膜,再利用气态水合肼还原其中的GO,最后重新氧化和掺杂还原态PANI,制备了自支撑石墨烯（GN）/PANI薄膜.扫描电子显微镜（SEM）结果显示,GN/PANI薄膜为层状结构,且PANI纳米纤维均匀插层于GN片间.PANI纳米纤维在复合薄膜中的存在有效增大了GN之间的层间距,有利于电解液离也GN充分接触.GN的高电导性则有利于PANI氧化还原过程中的电荷传输.电化学测试表明,GN/PANI薄膜在1 mol·L^-1HCl电解液中具有良好的电化学电容性能,在0.1 A·g^-1的电流密度下的比容量为495 F·g^-1,在3A·g^-1时为313 F·g^-1.经过2000次连续充放电,其具有90%的电容保持率,表明该复合材料具有良好的电化学稳定性.     

电泳沉积制备ZnO-C60和ZnO-MWCNT合涂层电极及其光电性质

在氧化铟锡( ITO)导电玻璃表面电泳沉积制备ZnO-C60和ZnO-MWCNT复合涂层电极,经后续热处理增强其结合强度,通过SEM观察2种电极复合涂层的表面形貌,并使用CHI 705电化学分析仪和PMI-E电致化学发光系统测定其光电性质.结果表明,ZnO-C60复合涂层电极具有较高的稳定性,在可见光辐照下,该电极显示...     

吡柔比星在羧基离子注入氧化铟电极上的电化学还原及其测定

采用离子注入技术将羧基离子注入到氧化铟锡(ITO)表面,制备了羧基离子注入氧化铟锡电极(COOH/ITO).电极表面羧基的引入用X射线光电子能谱(XPS)进行表征.此电极被应用到了吡柔比星的电化学行为的研究及其测定当中.在COOH/ITO电极上,吡柔比星在5 nmmol/L磷酸盐缓冲溶液(pH 7.2)中,出现还原峰,...     

苯胺链段为侧基的聚酰胺酸的合成及性质

采用三元共聚法制备了苯胺齐聚物为侧链的接枝型聚酰胺酸. 通过红外光谱、核磁共振谱及高效凝胶渗透色谱等技术对聚合物结构进行了表征. 该材料亚胺化后具有十分优异的热稳定性. 紫外-可见光谱和电化学测试结果表明, 该聚合物具有独特的光谱性质和可逆的电化学活性. 聚酰胺酸/ITO电致变色电极具有颜色变化明显, 响应速度较快, 着色效率高等优点, 是一种综合性能较好的电致变色聚合物材料.     

氧化铟锡薄膜电极的表面修饰

氧化铟锡(ITO)薄膜电极具有良好的物理(导电性高、透光性好)和化学性能,对其表面进行修饰可进一步拓展其在电分析化学中的应用。该文根据目前的研究现状,简要介绍了ITO薄膜电极的制备和清洗方法,总结了ITO薄膜电极的表面修饰方法,着重介绍了应用较多的化学吸附、硅烷化、电化学接枝3类方法,并简要评述了ITO薄膜电极表面修饰方法面临的挑战及应用前景。     

紫精类化合物分子聚集体材料的界面组装

紫精类化合物具有良好的电化学活性,并且在发生氧化还原反应时伴有颜色的变化,在膜修饰电极、电致变色材料和分子器件的研制等方面受到广泛的关注。紫精中的烷基链非常易于进行化学修饰,因而比较适合于通过自下而上的分子自组装技术制备多功能的分子和纳米材料。本文综述了利用Langmuir-Blodgett法、自组装法和层层组装法制备紫精分子聚集体材料的研究进展,并讨论了分子聚集体薄膜中紫精的结构、电致变色、电化学氧化还原特性及其在研制超分子器件方面的应用。     

在线紫外-可见光谱研究ITO导电玻璃电极上苯胺与对苯二胺的电化学共聚及其产物的表征

本文用在线紫外-可见光谱电化学的方法较详细地研究了在0.5M硫酸水溶液中苯胺、对苯二胺以及苯胺与对苯二胺混合体系在ITO导电玻璃电极上的电化学聚合和共聚合的过程。苯胺与对苯二胺在ITO导电玻璃上发生了电化学共聚合,在0.5M硫酸水溶液的纯苯胺和苯胺与对苯二胺共聚时的循环伏安曲线以及其对应的在线紫外-可见光谱表明对苯二胺的加入除了发生共聚外,也使聚合的速率明显加快;而且纯苯胺在循环伏安电化学聚合时在430nm处出现的吸收带因对苯二胺的加入而消失,说明对苯二胺的加入使聚合的机理与纯苯胺的聚合机理有明显不同,主要原因是苯胺产生的反应中间体可能很快与对苯二胺的阳离子自由基反应聚合。在导电玻璃ITO上的聚合物膜的反射傅立叶红外光谱表明,对苯二胺的加入可能产生了具有1,2取代模式结构,这说明了对苯二胺结合进入到聚合物中。这种共聚使得产物的表面形貌也发生了变化,聚合物扫描电镜图表明对笨二胺的加入有利于纤维状的表面形貌产生,纤维的直径可达到50nm粗细;同时用在线紫外-可见光谱研究了纯聚苯胺和共聚物随电位变化的电变色性质,结果表明在0v-0.6v之间共聚物与纯聚苯胺的在线紫外-可见光谱有明显的不同,且共聚物的电变色可逆性比纯聚苯胺好;同时SEM图也表明在0.8v电位下聚苯胺和共聚物表面形貌发生了团聚。     

氧化石墨掺杂的电化学活性自支撑聚苯胺膜

以氧化石墨（GO）为掺杂剂和模板,采用化学原位聚合法并通过调节苯胺单体和氧化石墨的质量比,合成了层状结构的聚苯胺/氧化石墨(PANI/GO)层状结构的自支撑膜。SEM和XRD研究表明,当苯胺单体与GO的质量比为67:1时,PANI/GO复合材料具有层间距~1.36 nm的层状结构,证实 GO的模板功能。XPS和FTIR研究表明PANI/GO复合材料中的典型的聚苯胺的掺杂态,进一步证实GO的掺杂功能。此外,电化学和热失重测量表明PANI/GO层状结构的自支撑膜呈现良好的热稳定性和高电化学活性.     

Electrochromic and photoelectrochromic properties of sol–gel derived tungsten trioxide/titania composite thin films

Tungsten trixoide/titania (WO₃-titania) composite thin films with W/Ti molar ratios of 100/0, 98/2, 96/4, 94/6 92/8 and 90/10 were prepared on fluorine-doped tin oxide conducting glass, and their electrochromic (EC) and photoelectrochromic (PEC) performances were investigated in this study. The composite thin films were synthesized by sol–gel process using peroxotungstic acid and titanium (IV) n-butoxide as the precursors. The surface morphology and composition of the composite thin films were characterized using scanning electron microscope with energy dispersive spectrometer. Electrochemical experiments with in situ spectroscopic measurement were employed to study the EC properties of the composite thin films. It was found that the presence of titania in the WO₃ matrix might slightly decreases its EC performance. PEC cells using the composite thin films as the working electrode and a sputtered semitransparent platinum thin film on ITO as the counter electrode were fabricated and their PEC performances were investigated. The device using composite thin film prepared from sol solution with a W/Ti molar ratio of 96/4 exhibited the best PEC performance.     

电聚合苯胺过程的在线紫外-可见光谱

用在线紫外-可见光谱电化学的方法对0.5mol/L硫酸水溶液中苯胺在ITO导电玻璃电极上的电化学聚的过程进行了研究.结果表明在循环伏安条件下苯胺发生了电聚合,聚合速率与苯胺浓度成正关系;而且在线紫外-可见电化学光谱表明,在0.01mol/L苯胺溶液的电聚合过程的诱导期较长.恒电位条件下的在线紫外-可见电化学光谱显示苯胺浓度为0.05mol/L,电位为0.8V时,在ITO电极上苯胺低聚合物中间体可能产生于聚苯胺形成之前;而0.01mol/L苯胺在0.8V电位下不发生聚合,但在线紫外-可见光谱又显示此时在电极上可能存在小的苯胺低聚物的中间体;在线紫外-可见光谱表明这种中间体是可能产生并存在电极表面上的.     

Heavy phosphate adsorption on amorphous ITO film electrodes: nano-barrier effect for highly selective exclusion of anionic species

We prepared an amorphous indium tin oxide (ITO) film and studied it with respect to its surface characterization and the effect of phosphate adsorption on its electrochemical properties. The film was deposited using RF sputtering under ambient low-oxygen conditions at room temperature. The XPS results revealed that the amount of phosphate adsorbed on the amorphous ITO film was more than 4.6 times greater than that adsorbed on commercially available polycrystalline ITO film in spite of the smaller microscopic surface area of the former. Electrochemical responses for anionic species such as L-ascorbic acid (AA) and 3,4-dihydroxyphenylacetic acid (DOPAC) on the phosphate-adsorbed ITO film electrodes were more effectively suppressed at the amorphous ITO film electrode than at the polycrystalline ITO film electrode when a phosphate-containing electrolyte was used. Such suppression could be attributed to the electrostatic repulsion between the anionic species and more heavily adsorbed phosphate on our amorphous ITO film electrode surface. This effect is made more pronounced by increasing the phosphate concentration to 1 mM. With 1 mM phosphate, the amorphous ITO film electrode showed the highest selectivity for dopamine (DA) against the anionic species, namely, 880 for DA/AA and 330 for DA/DOPAC, respectively. In contrast, the selectivity was 120 for DA/AA and 20 for DA/DOPAC with the polycrystalline ITO film electrode.     

Electrocatalytic oxidation of formic acid on platinum particles dispersed in SWNT/PANI composite film

Single-walled carbon nanotube (SWNT)/Polyaniline (PANI) composite film with good dispersion was prepared by electropolymerization of aniline containing well-dissolved SWNTs. Platinum (Pt) particles were electrodeposited on the SWNT/PANI composite film subsequently. The presence of SWNTs and platinum in the composite film was confirmed by XRD analysis. Four-point probe investigation exhibits that the electrical conductivity of SWNT/PANI composite film is significantly higher than that of pure PANI film. Cyclic voltammogram and Chronoamperogram show that Pt-modified SWNT/PANI electrode performs higher electrocatalytic activity than Pt-modified pure PANI electrode toward formic acid oxidation.     

氧化铜-过氧化聚吡咯-还原氧化石墨烯复合膜修饰电极非酶检测葡萄糖

先以氧化石墨烯(Graphen oxide,GO)为阴离子掺杂剂,采用电化学聚合法制备了聚吡咯-氧化石墨烯复合膜(PPy-GO)。分别在0.10 mol/L Na Cl和0.10 mol/L NaOH溶液中对其进行还原和过氧化处理,制得过氧化聚吡咯-还原氧化石墨烯复合膜(OPPy-ERGO)。再以此OPPy-ERGO复合膜为载体,采用电化学沉积法制备了氧化铜-过氧化聚吡咯-还原氧化石墨烯复合膜修饰电极(CuO-OPPy-ERGO/CCE)。通过扫描电镜和电化学方法对此电极进行表征,研究了葡萄糖在此修饰电极上的电化学行为。结果表明,此电极对葡萄糖的电氧化过程表现出高的催化活性和良好的抗干扰能力。在0.20 mol/L NaOH溶液中,安培法检测葡萄糖的线性范围为5.0×10~(-7)~1.0×10~(-3)mol/L,检出限(3Sb)为2.0×10~(-7)mol/L,灵敏度为121.8μA/(mmol·L~(-1))。该电极用于血清中葡萄糖含量的测定,加标回收率为96.0%~110.1%。     

In situ UV-Vis spectroelectrochemical studies to identify electrochromic sites in poly(1-naphthylamine) modified by diphenylamine

Poly(1-napthylamine) (PNPA) was modified by incorporation of diphenylamine (DPA) to result copolymer film on the indium tin oxide (ITO) coated glass electrode using cyclic voltammetry. Detailed static and dynamic UV-Vis spectroelectrochemical studies were performed on the copolymer films to identify the electrochromic sites corresponding to individual DPA and NPA units. Absorbance-wavelength-potential (AWP) profiles were constructed from the dynamic spectroelectrochemical results to infer the electrochromic sites. The advantages of using AWP profile in the analysis of electrochromic sites are discussed.     

Ag/WO3纳米复合膜的制备及其电致变色性质和器件的研究

通过真空镀膜方法制备的纳米Ag薄膜均匀致密, 表面光滑. 然后通过电化学方法在Ag纳米薄膜上沉积一层三氧化钨(WO3), 制备纳米Ag/WO3复合膜. 并在此基础上构筑五层式玻璃/ITO/纳米Ag-WO3复合膜/固态电解质/聚(3-甲基噻吩)/ITO/玻璃电致变色器件. 实验结果表明, 与传统的WO3膜相比, 纳米Ag/WO3复合膜具有更好的电化学活性、更高的对比度、更短的响应时间, 以及更好的稳定性. 由该复合膜组装的电致变色器件工艺简单, 电致变色性能良好.