電化學(xué)聚合法

電化學(xué)聚合亦可簡稱為電解聚合、電聚合或電引發(fā)聚合，是指在有適當電解液的電解池里，按一定的電化學(xué)方式進行電解，使單體在電極上發(fā)生聚合反應(yīng)?？珊铣筛鞣N導(dǎo)電性聚合物并制備各種結(jié)構(gòu)、性質(zhì)不同的功能膜，還可在單體聚合的同時進行摻雜。

電化學(xué)聚合法裝置簡單、條件易于控制，聚合物膜厚可控、均勻且再現(xiàn)性高，可以通過控制聚合時電流的大小和通電時間來制備比表面積大、厚度和結(jié)構(gòu)可控且多樣的薄膜對電極?！|(zhì)處理PEDOT自百川英樹等發(fā)現(xiàn)用碘或者氟h鉀摻雜的聚y炔具有與金屬相當?shù)膶?dǎo)電性，電導(dǎo)率可達10SS/cm以來，導(dǎo)電高分子成為科學(xué)的研究熱點。而且制備的PEDOT薄膜結(jié)構(gòu)規(guī)整、電導(dǎo)率高，同時薄膜與電極的粘結(jié)力較強。但電化學(xué)聚合法要求基材具有導(dǎo)電性，制作的PEDOT電，且脆而硬，無法進行大尺寸薄膜制備。

利用電化學(xué)陽極氧化方法制備了高度有序的TiO_2納米管陣列,采用旋涂方法在納米管表面制作一層聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)∶聚(b乙x磺酸)(PEDOT∶PSS)薄膜構(gòu)建PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)并研究了其紫外探測性能。通過掃描電子顯微鏡(SEM)對TiO_2納米管和PEDOT∶PSS進行表面微觀形貌表征。然而，傳統(tǒng)的采用原位聚合或機械混合法制得的有機/無機復(fù)合熱電材料，存在著無機納米顆粒難分散、易氧化、粒徑大小難以控制以及無機相添加量過大（通常>。通過測試不同光照強度、不同偏壓下的電壓-電流和電流-時間曲線研究PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)在紫外光(UV)下的光電探測性能。由于TiO_2納米管較高的比表面積和PEDOT∶PSS較高的透射率,PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)具有優(yōu)良的紫外光電探測性能。實驗發(fā)現(xiàn),在1 V偏壓和光照強度為2. 14 m W/cm2的375 nm紫外光照射下,PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)的光電流可達973. 5μA,響應(yīng)度為2. 23 A/W,外達736. 5%。實驗結(jié)果表明PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結(jié)的紫外探測結(jié)構(gòu)性能良好。

導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機理

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動的軌道一樣，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動的分子軌道，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”過程提供的。PEDOT:PSS涂層具有導(dǎo)電性強、成膜質(zhì)量好、透明度好、光學(xué)對比度高、穩(wěn)定性高、附著力強、膜顏色易變、循環(huán)和耐久性好等優(yōu)點，一直是本征型導(dǎo)電涂料領(lǐng)域的研究核心，相信隨著社會要求的不斷提高以及研究的不斷深入，其應(yīng)用領(lǐng)域也將不斷拓展。關(guān)于摻雜后導(dǎo)電聚合物的導(dǎo)電機理，目前比較成熟的觀點可用下圖(二)加以簡要說明。