?單體3，4-乙撐二氧噻吩(EDOT)的合成情況

合成法產(chǎn)率低，成本高。改進(jìn)或找到一種新的合成方法以提高EDOT的產(chǎn)率、降低生產(chǎn)成本是當(dāng)前科研工作者的主要任務(wù)。筆者在合成EDOT的過(guò)程中對(duì)該方法進(jìn)行了一些改進(jìn)，如引入相轉(zhuǎn)移催化劑和沸石分子篩，提高了EDOT的產(chǎn)率。

 制備單體EDOT的方法為傳統(tǒng)意義上的”五步合成法”，也是多年來(lái)報(bào)道過(guò)的唯y方法。該法從工業(yè)角度考慮有幾大缺點(diǎn)，比如需要強(qiáng)堿、高溫，存在致a物質(zhì)(1、2一二xyw)等。2004年4月瑞典科學(xué)家Fredrik von Kieseritzky等提出一種x且有效制備EDOT的方法。通過(guò)四探針測(cè)試儀、掃描電鏡、太陽(yáng)電池測(cè)試儀,分別測(cè)試了薄膜對(duì)電極的方塊電阻、表面形貌及其光電性能。

該法通過(guò)2，3-二甲y基-1，3-丁二烯在正己烷溶劑中、于5~C的條件下與SC1：反應(yīng)制成3，4-二甲y基s吩，然后用對(duì)甲bh酸作催化劑與乙二醇反應(yīng)制得EDOT。該法原料價(jià)廉易得、合成簡(jiǎn)單、條件溫和、產(chǎn)率高(60％)，非常適合于工業(yè)化生產(chǎn)。這一關(guān)鍵技術(shù)的突破將極大促進(jìn)f吩類(lèi)導(dǎo)電聚合物的發(fā)展。實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn),向PEDOT∶PSS中摻入極性溶劑二甲j亞砜(DMSO)明顯提高了薄膜的電導(dǎo)率,摻雜后的電導(dǎo)率最d值達(dá)到1。

導(dǎo)電聚合物

聚3,4-已烯二氧s吩(PEDOT)是一種新型的導(dǎo)電聚合物。埃洛石(HNTs)是一種天然礦物,具有納米管狀結(jié)構(gòu)。HNTs雖然是一種絕緣材料,但將其和PEDOT共混能夠很好的提高PEDOT的電導(dǎo)率。同時(shí)HNTs的加入也起到了模板的作用,能夠合成1維的PEDOT。本實(shí)驗(yàn)中EDOT通過(guò)化學(xué)氧化反應(yīng),使合成的PEDOT成功包覆在HNTs的表面,制備了復(fù)合材料HNTs/PEDOT,而且保持了HNTs納米管的形貌。然后以HNTs/PEDOT為模板,利用導(dǎo)電聚合物PEDOT和KMn O4之間的反應(yīng),將KMn O4還原成Mn O2,并且使其成功包覆在HNTs/PEDOT的表面,得到了復(fù)合材料HNTs/PEDOT/Mn O2。通過(guò)將高電導(dǎo)率的HNTs/PEDOT和高比電容的Mn O2兩種物質(zhì)復(fù)合,得到的HNTs/PEDOT/Mn O2的比電容(155 F/g)相比HNTs/PEDOT(45F/g)提高了3倍多。研究人員已經(jīng)把它應(yīng)用于工業(yè)的各個(gè)方面，如固體電解電容器，抗靜電涂層，通孔線路板電鍍等等。

導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理

聚合物分子導(dǎo)電應(yīng)具備的必要條件是：分子鏈應(yīng)該是一個(gè)大竹共軛體系(共軛雙鍵或共軛與帶有未成鍵P軌道的雜原子N、s等偶合)與金屬導(dǎo)電需要自由電子和供電子運(yùn)動(dòng)的軌道一樣，聚合物的導(dǎo)電也需要有電荷載體和可供電荷載體自由運(yùn)動(dòng)的分子軌道，由于大多數(shù)聚合物本身不具有電荷載體，導(dǎo)電聚合物的所必需的電荷載體是由”摻雜”過(guò)程提供的。關(guān)于摻雜后導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機(jī)理，目前比較成熟的觀點(diǎn)可用下圖(二)加以簡(jiǎn)要說(shuō)明。PEDOT以旋涂或者澆鑄成膜得到的電導(dǎo)率可達(dá)550S/cm，用氣相聚合法得到的聚合物更能達(dá)到1000S/cm。