FeCl3對(duì)PEDOT液相沉積聚合的影響

時(shí)間：2020-06-22作者：蘇州亞科科技股份有限公司瀏覽：94

聚3，4-乙撐二氧噻吩（PEDOT）是具有共軛π鍵的本征導(dǎo)電高分子，具有電導(dǎo)率高、穩(wěn)定性和透明性好、電化學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。預(yù)期PEDOT膜在柔性顯示、**級(jí)電容器、光伏電池、電磁屏蔽膜、電致變色器件等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。但PEDOT本體不溶不熔，很難加工成膜。如何制備高品質(zhì)PEDOT導(dǎo)電膜是亟待解決的問(wèn)題。德國(guó)拜耳公司開(kāi)發(fā)的PEDOT/PＳＳ水性分散液能夠直接涂布成膜，在一定程度上解決了PEDOT的成膜問(wèn)題，但涂布所得導(dǎo)電膜的電導(dǎo)率低、穩(wěn)定性差，很難滿(mǎn)足市場(chǎng)需求。

此后眾多科技工作者致力于高品質(zhì)導(dǎo)電PEDOT膜的制備研究，提出了各種解決方案，其中以氣相沉積聚合法（VPP）制備的PEDOT膜結(jié)構(gòu)規(guī)整、電導(dǎo)率高。但VPP設(shè)備復(fù)雜且昂貴，需水汽奪取噻吩陽(yáng)離子上的質(zhì)子構(gòu)成共軛，而過(guò)多水汽易導(dǎo)致氧化劑水化結(jié)晶和水解而引發(fā)EDOT在酸性條件下的加成聚合，使PEDOT分子鏈的規(guī)整性受到破壞，因此水汽含量的嚴(yán)格控制對(duì)設(shè)備和工藝提出了嚴(yán)峻的挑戰(zhàn)。

借鑒VPP法PEDOT的聚合機(jī)理，張美娟等采用聚合條件比較溫和的液相沉降聚合，將吸附有氧化劑的基材浸入單體溶液中，引發(fā)單體在基材表面聚合成膜。本文研究了氧化劑FeCl3的溶劑對(duì)氧化劑吸附和液相沉降聚合PEDOT膜的影響。



FeCl3溶液濃度對(duì)PI膜表面總氧化劑當(dāng)量的影響

圖中是FeCl3溶液濃度對(duì)浸漬過(guò)氧化PI膜表面總氧化劑當(dāng)量的影響。對(duì)乙醇溶劑而言，當(dāng)FeCl3濃度為30mmol/L時(shí)，總氧化劑當(dāng)量為3.14mmol/m２；溶液濃度增大到100mmol/L，總氧化劑當(dāng)量隨之增加到5.78mmol/m２；繼續(xù)提高溶液濃度至250mmol/L，總氧化劑當(dāng)量達(dá)到7.25mmol/m２。PI膜表面總氧化劑當(dāng)量隨FeCl3溶液濃度的增加而增大。其他溶劑也有類(lèi)似的規(guī)律。但碳酸二乙酯對(duì)FeCl3的溶解度為2.4g，當(dāng)溶液接近飽和濃度時(shí)，總氧化劑當(dāng)量不再變化。

FeCl3溶劑對(duì)液相沉降聚合PEDOT膜表面電阻的影響

表中是過(guò)氧化PI膜從不同溶劑的FeCl3溶液吸附FeCl3后，在EDOT的環(huán)己烷溶液中沉降聚合PEDOT膜的表面電阻。以乙醇和正丁醇為FeCl3溶劑時(shí)，PEDOT膜的表面電阻在600Ω左右，而以乙酸乙酯和碳酸二乙酯為溶劑時(shí)PEDOT膜的表面電阻分別為990Ω和1438Ω。在上述樣品中，氧化劑的吸附量和吸附FeCl3膜的均勻性是決定液相沉降聚合PEDOT膜導(dǎo)電性的關(guān)鍵因素。以乙酸乙酯為溶劑時(shí)，總氧化劑當(dāng)量為4.29mmol/m２，大于以乙醇為溶劑時(shí)的吸附量3.66mmol/m２；但以乙酸乙酯為FeCl3溶劑時(shí)所得PEDOT膜的表面電阻卻高過(guò)乙醇為溶劑所得PEDOT膜的表面電阻約50％，如表中所示。

這應(yīng)是乙酸乙酯為溶劑時(shí)吸附的FeCl3不均所致。本液相沉降聚合以非極性的環(huán)己烷為EDOT溶劑，F(xiàn)eCl3在環(huán)己烷中的溶解度僅為0.25g/100g。盡管FeCl3能溶于PI膜表面的滯流層，氧化EDOT單體聚合。但在環(huán)己烷中Fe3+的擴(kuò)散半徑有限，導(dǎo)致液相沉積聚合PEDOT膜 不 均 勻，表 面 電 阻 大。 在 以 環(huán) 己 烷 為EDOT溶劑的液相沉降聚合中，吸附氧化劑的量和均勻性都是決定所得PEDOT膜導(dǎo)電性的關(guān)鍵因素。氧化劑的吸附量越大、吸附FeCl3膜越均勻所制得的PEDOT膜導(dǎo)電性越好。

想了解更多有關(guān)FeCl3信息，請(qǐng)關(guān)注蘇州亞科官網(wǎng)。


蘇州亞科科技股份有限公司專(zhuān)注于電子化學(xué)品,生物醫(yī)藥等

• 詞條

  詞條說(shuō)明

• FeCl3對(duì)PEDOT液相沉積聚合的影響

  聚3，4-乙撐二氧噻吩（PEDOT）是具有共軛π鍵的本征導(dǎo)電高分子，具有電導(dǎo)率高、穩(wěn)定性和透明性好、電化學(xué)性能優(yōu)異等優(yōu)點(diǎn)。預(yù)期PEDOT膜在柔性顯示、**級(jí)電容器、光伏電池、電磁屏蔽膜、電致變色器件等領(lǐng)域有廣泛應(yīng)用。但PEDOT本體不溶不熔，很難加工成膜。如何制備高品質(zhì)PEDOT導(dǎo)電膜是亟待解決的問(wèn)題。德國(guó)拜耳公司開(kāi)發(fā)的PEDOT/PＳＳ水性分散液能夠直接涂布成膜，在一定程度上解決了PEDOT的成膜

• 中科院科學(xué)家實(shí)現(xiàn)PEDOT光子晶體多彩圖案的水寫(xiě)和電擦

  基于光學(xué)研究的許多應(yīng)用塑造了當(dāng)今的信息社會(huì)和人類(lèi)對(duì)宇宙的理解。比如：光纖通信和遠(yuǎn)程衛(wèi)星遙感技術(shù)幫助我們進(jìn)一步了解地球，從而預(yù)測(cè)天氣，監(jiān)控并管理環(huán)境污染。近期，中科院理化所仿生材料與界面科學(xué)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室江雷院士團(tuán)隊(duì)王京霞研究員與蘭州大學(xué)郭金山教授合作，在PEDOT光子晶體上實(shí)現(xiàn)了多彩圖案的水寫(xiě)和電擦。 光子晶體的概念是美國(guó)的E. Yablonovitch和加拿大的S.John在1987年提出的。Ya

• 鹽酸胍|CAS:50-01-1|在能源化工領(lǐng)域的應(yīng)用

  隨著**能源危機(jī)的爆發(fā)和環(huán)境污染的加劇，以清潔、可再生的生物質(zhì)燃料替代化石能源和化石產(chǎn)品已受到人們的廣泛關(guān)注。其中，以來(lái)源廣泛、廉價(jià)、可再生的木質(zhì)纖維素生物質(zhì)如農(nóng)業(yè)廢棄物為原料生產(chǎn)生物燃料較具應(yīng)用前景。生物質(zhì)分解為纖維素、半纖維素和木質(zhì)素及其相關(guān)產(chǎn)品的傳統(tǒng)預(yù)處理方法常需要較端的條件和昂貴的技術(shù)手段。因此，開(kāi)發(fā)較為綠色、廉價(jià)的新型溶劑體系，提高木質(zhì)纖維素組分的利用效率具有一定的現(xiàn)實(shí)意義。CN1064

• 鹽酸胍|CAS:50-01-1|在石墨烯制備領(lǐng)域的應(yīng)用

  石墨烯由于具有優(yōu)秀的電學(xué)、熱學(xué)和力學(xué)性能，在材料學(xué)、能源、生物醫(yī)學(xué)等方面具有廣泛的應(yīng)用前景。目前，石墨烯粉體的制備方法常用化學(xué)氧化還原法，在氧化石墨烯被還原的過(guò)程中，選用的還原劑主要有水合肼及其衍生物、NaBH4、對(duì)苯二胺、含硫化合物等，大部分還原劑是有毒和爆炸性的，不利于大規(guī)模生產(chǎn)。郭守武等人提出VitaminC是一個(gè)有效的還原劑，但是VitaminC價(jià)格比較高，限制了石墨烯的大規(guī)模生產(chǎn)。因此，