导电聚合物PEDOT在有机溶剂中的分散性研究

以硫酸铁为氧化剂,在pH=2的条件下,通过化学氧化法制备了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT),重点研究了PEDOT在九种有机溶剂中的分散性.结果表明,PEDOT在N-甲基吡咯烷酮中分散性最好,其分散液在静置3周后仍能够保持1.35 mg/mL的浓度.采用比重瓶法和基团贡献法,得到聚合物的密度和溶度参数分别为105.2 cm3/mol和21.28 J0.5cm-1.5;通过Chem 3D模拟,计算得到聚合物的偶极矩为14.58×10-30C·m.尽管溶剂NMP(13.64×10-3C·m)和DMSO(13.34×10-3C·m)的偶极矩都与PEDOT(14.58×10-3C·m)非常接近,然而,溶剂NMP(22.94 J0.5cm-1.5)的溶度参数更接近于PEDOT(21.28 J0.5cm-1.5).从溶度参数分量来看,与DMSO(19.03 J0.5cm-1.5)相比,NMP(18.03 J0.5cm-1.5)与PEDOT(16.39 J0.5cm-1.5)的色散溶度参数分量也更为接近.丁达尔现象的结果表明,聚合物在有机溶剂中以胶体形式存在.红外光谱和扫描电镜的研究结果表明,PEDOT在有机溶剂中能够保持良好的结构稳定性.     

导电高分子PEDOT/PSS保护银纳米颗粒的制备与表征

利用导电高分子聚(3,4-二氧乙基噻吩)/聚(对苯乙烯磺酸)(PEDOT/PSS)作保护剂,制备了银纳米颗粒,用UV-Vis和TEM对其进行了表征.结果表明,选择合适量的PEDOT/PSS保护剂可以得到大小分布较窄银纳米颗粒.     

金纳米颗粒掺杂PEDOT多孔导电聚合物的电化学合成及其亚硝酸盐传感应用

该文以聚苯乙烯微球为模板,利用电化学方法制备了金纳米颗粒(Au NPs)掺杂的三维多孔聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)纳米材料,该材料对亚硝酸盐的氧化展现出优异的电催化活性,这是由于其独特的三维(3D)纳米多孔结构可以掺杂更多的Au NPs,从而提供大量的活性位点用于亚硝酸盐的催化。此外,3D孔状结构还可促进亚硝酸盐离子的扩散从而加快电子的传递。所构建的传感器用于亚硝酸盐的检测,其线性范围为0. 2~2 200μmol/L,检出限为70 nmol/L。该传感器展现出优异的选择性、长期的稳定性和良好的重现性,用于实际样品检测,与标准方法的测试结果一致。     

聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸盐热电性能的 提升策略研究进展

近十年,有机聚合物及其复合热电材料与柔性器件取得了显著进展,在废热回收利用、可穿戴电子学、软体机器人和物联网等领域有广泛的应用.其中,聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)是迄今研究最多也是性能最高的聚合物体系.本文对近年来有关PEDOT:PSS热电性能有效提升主要策略的文献报道进行了总结.首先,从PEDOT:PSS的二次掺杂/去掺杂、酸或碱处理和离子液体处理方面等,重点论述了掺杂/去掺杂策略的研究进展;然后,分别从改善聚集态结构、构筑PEDOT微纳米结构和与碳纳米材料复合等3个方面,重点介绍了采用此3种策略提升PEDOT:PSS热电性能的研究进展;最后,对该领域进行总结,提出了开展进一步研究的建议,并对其未来发展前景进行展望.     

聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/木质素磺酸导电复合物的结构与性能

3,4-乙撑二氧噻吩(EDOT)以木质素磺酸(LS)作载体,通过化学氧化法聚合形成了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/木质素磺酸(PEDOT/LS)导电复合物.该导电复合物的结构与性能分别采用紫外可见分光光度计、红外光谱仪、zeta电位及粒度分析仪、原子力显微镜、X-射线光电子能谱仪、X-射线衍射仪、四探针测试仪、电泳仪,以及表面电阻仪来表征.结果表明,EDOT能在LS水溶液中氧化聚合,得到水分散性PEDOT/LS导电颗粒.该颗粒是一种聚电解质复合物,等量电荷配比的PEDOT/LS位于内核而富余的亲水性LS包在外层.LS与PEDOT两者之间存在较强的作用力,无法通过电泳分开.X-射线衍射仪结果表明该复合物是无定型的.当LS与EDOT单体质量比从0.7∶1升高至3.0∶1时,复合物的粒径从673 nm降低至348 nm,涂膜表面变得均匀,同时表面电阻从1.9 kΩ/sq上升至87.2 kΩ/sq.用PEDOT/LS配置得到的抗静电剂,可以使玻璃片表面电阻从1012Ω/sq减小至107Ω/sq.     

原位聚合聚(3,4-乙烯二氧噻吩):π共轭聚电解质应用于聚合物太阳能电池空穴传输层

以带磺酸基团的π共轭聚电解质为模板,采用化学氧化还原方法制备了在水相中稳定分散的聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)与聚电解质的复合物,并用作聚合物太阳能电池的空穴传输层.通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)、紫外可见光谱(UV-Vis)、紫外光电子能谱(UPS)、原子力显微镜(AFM)、透射电子显微镜(TEM)和接触角等对聚(3,4-乙烯二氧噻吩):聚苯乙烯磺酸(PEDOT:PSS)和复合物薄膜的形貌和光电性能进行测试与表征.结果表明,相比于PEDOT:PSS,PEDOT:聚电解质复合物作为空穴传输层,具有合适的能级结构、高达95%的透光率(30 nm)、更疏水的表面形貌以及更高的空穴迁移率,有利于与活性层形成欧姆接触并提高空穴的注入和收集效率,进而提高器件的光伏性能.     

聚-3,4-乙烯二氧噻吩导电聚合物纳米粒子的制备及性能

采用反向胶束合成法, 以二乙基磺基琥珀酸钠(AOT)形成的反胶束为模板制备了导电聚合物聚-3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)纳米粒子. 用紫外-可见-近红外光谱、红外光谱、X射线光电子能谱、扫描电子显微镜及透射电镜等手段对PEDOT粒子进行了表征. 研究了纳米粒子的导电性能并采用石英微天平(QCM)对纳米粒子的气敏特性进行了分析, 对相应导电机理及气体敏感机理进行了讨论.     

聚(3,4-乙撑二氧噻吩)导电织物的制备、结构及其电致变色性能

本文采用原位聚合法, 以耐酸性好的涤纶为基底, 制得了聚(3,4-乙撑二氧噻吩)/涤纶复合导电织物[Poly(3,4-ethylenedioxythiophene)/conducting terylene textile, PEDOT/CTT], 分析了该导电织物的形貌、导电性能及结构, 并对其电致变色性能进行了初步测试. 实验结果表明, 所得到的PEDOT/CTT具有良好的导电性和一定的电致变色性能, 有望在全固态电致变色织物的制备中获得应用.     

Pt/PMo12/PEDOT/GC电极的制备及其甲醇电氧化性能

将磷钼酸(PMo12)修饰到电化学聚合制得的聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)(PEDOT/GC)膜表面(PMo12/PEDOT/GC),随后电沉积Pt得Pt/PMo12/PEDOT/GC电极.研究了PMo12和PEDOT对电极氧化甲醇性能的影响.结果表明,PMo12改变了电极上负载Pt的形态和结构,导致Pt纳米结构边缘产生尖锐的刺状结构.Pt/PMo12/PEDOT/GC和Pt/PEDOT/GC电极有较好的甲醇氧化电催化活性,而前者尤佳.PEDOT不仅提高甲醇氧化的电流,还使甲醇的起始氧化电位负移.进一步修饰PMo12后,可明显增大甲醇氧化的电流.     

导电高分子PEDOT/PSS稳定的Pt3Co纳米粒子的制备及电、磁性

利用一步共还原法在导电高分子聚二氧乙基噻吩/聚对苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)水溶液中合成了磁性纳米复合物Pt₃Co-PEDOT/PSS. 利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、超导量子干涉仪(SQUID)对其进行了表征.结果表明Pt₃Co纳米粒子为面心立方结构(fcc), 粒子平均粒径为9.6 nm, 标准偏差为2.4 nm. 用旋转涂膜法制备的Pt₃Co-PEDOT/PSS薄膜导电率(?)在1.6～4.0 S/cm之间. 当温度在阻塞温度(T_B, 110.5 K)以上时, 纳米复合物Pt₃Co-PEDOT/PSS显示出超顺磁性, 低于T_B时呈铁磁性, 在5 K时其剩磁(M_r)和矫玩力(H_c)分别为4.1 emu/g和701 Oe(奥斯特).     

基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩)/天青Ⅰ复合物薄膜和纳米金修饰的电流型甲胎蛋白免疫传感器的研究

研制了一种基于聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)与天青Ⅰ(AzureⅠ)为基体的电化学免疫传感器,可灵敏检测甲胎蛋白(AFP)。在铂盘电极表面,电化学聚合PEDOT为基体,利用静电组装技术固定AzureⅠ和纳米金颗粒(nanoAus),将甲胎蛋白抗体(anti-AFP)组装到nanoAus的表面。采用辣根过氧化物酶(HRP)封闭非特异性吸附位点,制得电流型AFP免疫传感器。采用循环伏安、扫描电镜技术研究组装过程及电极性质,探讨了影响免疫传感器性能的因素。在优化实验条件下,电极响应与AFP的浓度在0.01~120μg/L的范围内呈线性关系,检出限为0.003μg/L。取临床血清样品用本方法检测AFP含量,得到的结果与临床常用的ELISA法得到的结果无显著性差异。     

盐酸阿霉素分子印迹传感器的制备及识别特性

采用自组装以及电聚合的方法,在磷酸盐缓冲液(PBS)中以3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)为功能单体,盐酸阿霉素(DOX)为模板,在金电极表面电聚合制备DOX印迹敏感膜(MIPs),构建了一种选择性检测DOX的分子印迹电化学传感器.采用循环伏安法(CV)及交流阻抗法(EIS)对其性能进行了表征.优化实验条件后,在含0.005 mol/L K3[Fe(CN)_6]及0.1 mol/L KCl的PBS中,应用差分脉冲伏安法(DPV)测试了该传感器的响应性能.实验结果表明,该传感器检测DOX的线性范围为4.0×10~(-7)~1.0×10~(-6)mol/L,相关系数为0.9967,检出限(S/N=3)达6.5×10~(-8)mol/L;采用电化学洗脱法可使传感器再生,对DOX的测定具有良好重现性及稳定性;该传感器对于干扰物长春碱、放线菌素D及5-氟尿嘧啶有微弱的电流响应,显示出良好的选择性.将该传感器用于人体血样中盐酸阿霉素的分析,回收率为96.0%~106.7%,表明其具有潜在的实用价值.     

基于3,4-乙烯二氧噻吩和吡咯-3-甲酸的共聚物薄膜的制备、表征及电致变色性能

以3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)和吡咯-3-甲酸(P3C)为共聚单体,EDOT和P3C分别按物质的量比1∶1,3∶1,5∶1,10∶1配比,通过电化学聚合制得了4种聚(3,4-乙烯二氧噻吩-吡咯-3-甲酸)薄膜,并依次命名为P(EDOT∶P3C)-1,P(EDOT∶P3C)-3,P(EDOT∶P3C)-5和P(EDOT∶P3C)-10.光谱电化学测试结果表明,4种共聚物薄膜都具有优良的电致变色性能,同时具有较好的电化学活性和较高的光学对比度.与聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)相比,P(EDOT∶P3C)能展示更丰富的颜色变化,如P(EDOT∶P3C)-1薄膜随着电压的变化,可呈现从暗红色、浅褐色、灰蓝色到蓝色的变化.此外,基于EDOT和P3C以及钛氧簇[Ti_7(OEt)_(19)O_5(CoBr)],我们还设计合成了含钛共聚物薄膜P(EDOT∶P3C)-1-Ti,该薄膜不仅具有电致变色性能,而且还具有电催化氧化水的活性.     

DNA/聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)修饰电极的制备及其用于亚硝酸根的电化学行为及测定研究

采用恒电流和电沉积两步法制备了脱氧核糖核酸-聚(3,4-乙烯基二氧噻吩)(DNA-PEDOT)复合膜修饰玻碳电极。用电化学阻抗法(EIS)和循环伏安法(CV)表征了不同修饰电极的修饰可行性和表面的电子传递能力。结果表明,DNA可以牢固地结合在PEDOT膜上,并能改善PEDOT膜的性质。研究了NO2-在DNA-PEDOT修饰电极上的电化学行为,提出了一种新的检测NO2-的电化学方法。在0.1 mol/L pH7.0的磷酸盐缓冲溶液(PBS)中,NO2-在DNA-PEDOT修饰电极上于0.88 V左右出现1个较好的氧化峰,考察了该氧化峰的性质及其影响因素。示差脉冲伏安法(DPV)的结果表明,NO2-的DPV氧化峰电流与其浓度在0.3~1.0、1.0~20、20~100μmol/L 3个范围内呈良好的线性关系,检出限(S/N=3)为60 nmol/L,并考察了可能存在的干扰物质对测定的影响。结果显示,该复合膜修饰电极对NO2-的检测具有良好的稳定性和选择性。将其用于实际样品的检测,结果满意。     

PEDOT基光子晶体的制备及其电致变色性能研究

采用改进的Stöber法合成了单分散SiO₂微球, 通过垂直沉积组装成蛋白石结构光子晶体. 再使用电化学法在组装的SiO₂微球表面生成聚(3,4-乙撑二氧噻吩)(PEDOT), 得到核-壳结构的SiO₂@PEDOT光子晶体复合膜. 测试了SiO₂@PEDOT光子晶体薄膜的反射光谱、循环伏安曲线、多电位紫外反射光谱、对比度及响应时间等光学、电化学及电致变色性能. 结果表明, 该光子晶体薄膜在变色时颜色亮丽, 其色差值(26.82)比纯PEDOT薄膜(18.07)提高很多, 并且最大对比度可达39.8%, 高于纯PEDOT薄膜的27.4%, 同时响应时间变快. 此实验结果说明将光子晶体结构引入导电聚合物中, 能够提高其电致变色性能.     

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。     

新型低带隙聚合物结构和性质的理论研究

本文将3,4-次乙烯二氧噻吩（VDOT）与噻吩并[3,4-b]吡嗪（TP）,呋喃并[3,4-b]吡嗪（FP）和6H-吡咯并[3,4-b]吡嗪（PP）组合,获得了一系列3,4-次乙烯二氧噻吩衍生物.采用密度泛函理论（DFT）在B3LYP/6-31G＊理论水平下对其单体、低聚物和聚合物的结构和电子性质进行了深入的理论研究.通过分析键长的变化、中心键性质,Wiberg键级（WBI）以及核独立化学位移,发现随着聚合度的增加物质的共轭性也随之增加.为了了解不同的VDOT与TP、FP、PP比例对电子性质的影响,对V-P比例为1：1、1：2和2：1时的计算结果进行了对比分析,结果表明,V-P比例为1：2化合物共轭性最好,而2：1的共轭性最差.由于1：2的二聚物具有较大的电子迁移速率,其相应的聚合物可能是潜在的电子传输材料.同时,聚合物的能带结构显示V-P比例为1：1的聚合物（包括（VDOT-TP）n,（VDOT-FP）n和（VDOT-TP）n）具有相对低的带隙和很宽的带宽,可以做为潜在的导电材料.另外,（VDOT-BTP）n和（VDOT-BFP）n有着非常低的带隙（分别为0.73和0.87eV）,且拥有合适的带宽,也是良好的本征导电材料.     

导电高分子PEDOT/PSS稳定的Pt3Co纳米粒子的制备及电、磁性

利用一步共还原法在导电高分子聚二氧乙基噻吩/聚对苯乙烯磺酸(PEDOT/PSS)水溶液中合成了磁性纳米复合物Pt₃Co-PEDOT/PSS. 利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱、超导量子干涉仪(SQUID)对其进行了表征.结果表明Pt₃Co纳米粒子为面心立方结构(fcc), 粒子平均粒径为9.6 nm, 标准偏差为2.4 nm. 用旋转涂膜法制备的Pt₃Co-PEDOT/PSS薄膜导电率()在1.6～4.0 S/cm之间. 当温度在阻塞温度(T_B, 110.5 K)以上时, 纳米复合物Pt₃Co-PEDOT/PSS显示出超顺磁性, 低于T_B时呈铁磁性, 在5 K时其剩磁(M_r)和矫玩力(H_c)分别为4.1 emu/g和701 Oe(奥斯特).