电化学聚合制备取向导电聚合物

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对于共轭导电聚合物其导电方向主要为π-π堆积方向,因此在晶体中会表现出各方向电荷传输能力的不同,而常规导电聚合物中分子排列是无规的,所以会表现出各向同性。倘若能够调控导电聚合物薄膜中分子排列的规整度,使分子链在π-π堆积方向上规整排列,必将会增加聚合物薄膜的电荷传输能力。本课题结合电化学聚合和取向附生结晶的方法在高度取向的聚合物薄膜上制备取向导电聚合物,并对取向导电聚合物的结构和性质做了表征,取得如下结果:1、以高度取向的聚偏氟乙烯(PVDF)修饰后的ITO玻璃为工作电极对3-甲基噻吩(3-Methylthiophene)进行电化学聚合,通过循环伏安法获得了高度取向的聚3-甲基噻吩(P3MT)薄膜。获得的P3MT薄膜具有各向异性结构和电导率。将P3MT薄膜去掺杂后,测定不同方向电导率发现:在垂直PVDF拉伸方向为59±3 S/cm,而平行与PVDF拉伸方向的电导率仅为1.2±0.4 S/cm。通过电子衍射和反射红外吸收光谱(RAIRS)证明了P3MT的单晶以flat-on的形式有序排列和分子链垂直于PVDF表面即π-π堆积的方向垂直与PVDF的拉伸方向。因此,结合取向附生与电化学聚合两种方法,在取向聚合物薄膜上电化学聚合制备取向导电聚合物是一种可行的方法。2、此外,还以高度取向的等规聚丙烯(iPP)修饰后的IT0玻璃为工作电极,以硫酸溶液为电解质对苯胺(Aniline)进行电化学聚合,并得到了取向聚苯胺(PANI)。
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