论文部分内容阅读
电致变色是指在交变电场作用下,材料氧化态与还原态相互转化引起光学特征的可逆变化。它最直观的现象是在不同电压下颜色的变化。导电聚合物电致变色材料拥有颜色变化丰富、加工性好、成本低等优良性质而成为研究最多的电致变色材料。本论文选用PEDOT与不同维度的碳纳米材料进行复合,制备具有界面共价键联接的PEDOT/碳纳米复合电致变色材料来提高其电致变色性能,对复合材料的结构、电化学性能和电致变色性能进行了研究:1.采用电化学恒电位法制备了导电聚合物PEDOT,通过对聚合条件和聚合体系的优化,获得具有致密结构的PEDOT薄膜。测试结果表明,在最佳聚合条件下,所制备的PEDOT薄膜拥有良好的电致变色性能。2.将具有噻吩基团功能化后的碳纳米管与PEDOT进行复合,制备了具有界面共价键联接的PEDOT-CNT复合电致变色材料。测试结果表明,PEDOT与碳纳米管复合后的电致变色性能明显比纯PEDOT优异。随着碳纳米管百分含量的增加,复合材料的对比度从纯PEDOT的0.48增加至0.57(PEDOT-CNT-7%),响应速度也有不同程度的提高。3.将具有噻吩基团功能化后的石墨烯与PEDOT进行复合,测试结果表明,随着石墨烯含量的增加,对比度不断增加。但体系的着色时间由纯PEDOT的5.89 s先下降至4.13 s(PEDOT-GO-5%),又上升到 5.07 s(PEDOT-GO-7%)。体系的褪色时间从纯 PEDOT的2.60 s下降到1.93 s(PEDOT-GO-7%),这是由于石墨烯对离子的阻隔作用造成的,这种阻隔作用只有在石墨烯含添加量较多时才会表现出来。通过在碳纳米材料与导电聚合物间引入直接相联的共价键,不但可以通过两相间的作用提高电子传导,还可以通过调控共轭链的聚集态结构来提高离子传输和离子扩散,从而改进导电聚合物的电致变色性能。