电化学合成取向聚噻吩衍生物薄膜

发布时间：2017-09-07 05:39

  本文关键词：电化学合成取向聚噻吩衍生物薄膜

  更多相关文章： 导电聚合物 电化学沉积 取向 聚3-己基噻吩 聚3 4-乙撑二氧噻吩 电导率

【摘要】：导电聚合物自发现以来这一研究领域就充满着活力,有着极大的应用前景。但是目前大部分高分子导电材料其导电性能远远比不上金属,所以提高其导电性能是其发展的一个重要方面。目前人们通过合成新的活性材料,器件结构的修饰等方法来提高聚合物的导电性。其中一个重要的方法即对薄膜表面形貌进行调控,本课题将外延生长结合电化学合成方法制备具有规整排列的共轭导电高分子聚噻吩衍生物薄膜。1.取向聚3-己基噻吩(P3HT)薄膜合成与表征通过循环伏安法在高度取向的等规聚丙烯(iPP)薄膜上电化学沉积,成功得到了具有有序结构的P3HT薄膜。采用偏光显微镜,偏振红外,偏振拉曼等多种表征手段证明其具有取向。结合二维掠入射X-射线衍射分析表明,P3HT以Edge-on片晶结构有序分布于取向iPP薄膜表面,且与iPP分子链呈一定角度的附生关系。对具有取向结构的P3HT薄膜进行场效应晶体管器件性能测试,在垂直和平行于iPP拉伸方向存在差异,为之后器件性能的提高提供一定的理论基础。2.取向聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)薄膜合成与表征通过循环伏安法在高度取向的高密度聚乙烯(HDPE)薄膜上电化学沉积,成功得到了具有有序结构的PEDOT薄膜。采用扫描电镜对其形貌进行表征,通过偏振红外,偏振拉曼等多种表征手段证明PEDOT在取向HDPE薄膜表面发生取向。经器件电导率测试发现,在垂直于薄膜拉伸方向,PEDOT电导率为5.2 S·cm~(-1),而平行于薄膜拉伸方向其电导率仅有0.28S·cm~(-1)。两方向电导率的较大差异证明利用电化学附生方法获得取向导电聚合物是一种有效方法。
【关键词】：导电聚合物 电化学沉积 取向 聚3-己基噻吩 聚3 4-乙撑二氧噻吩 电导率
【学位授予单位】：北京化工大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2016
【分类号】：TQ326.6;TB383.2
【目录】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-12
• 第一章 绪论12-34
• 1.1 导电聚合物12-15
• 1.1.1 导电聚合物发展历程12-13
• 1.1.2 导电聚合物种类13
• 1.1.3 导电聚合物导电机理13-15
• 1.1.4 导电聚合物应用15
• 1.2 电化学聚合15-21
• 1.2.1 电化学聚合概述16-17
• 1.2.2 电化学聚合机理17-18
• 1.2.3 电化学聚合的影响因素18-19
• 1.2.4 电化学合成取向聚合物19-21
• 1.3 聚3-己基噻吩(P3HT)研究现状21-30
• 1.3.1 P3HT概述22-23
• 1.3.2 P3HT薄膜形貌23-27
• 1.3.3 诱导P3HT薄膜取向的几种方式27-30
• 1.4 聚3,4-乙撑二氧噻吩(PEDOT)研究现状30-33
• 1.4.1 PEDOT概述30-31
• 1.4.2 PEDOT应用31-33
• 1.5 本课题的主要内容和创新点33-34
• 第二章 电化学合成取向P3HT薄膜34-54
• 2.1 前言34
• 2.2 实验部分34-40
• 2.2.1 实验材料和仪器34-35
• 2.2.2 取向P3HT薄膜合成部分35-38
• 2.2.3 测试与表征38-40
• 2.3 结果与讨论40-52
• 2.3.1 偏光显微镜(POM)表征40-43
• 2.3.2 扫描电子显微镜(SEM),元素表面分析法(XPS)表征43-44
• 2.3.3 偏振红外表征(Polarized-FTIR)44-46
• 2.3.4 偏振拉曼表征(Polarized-Raman)46-47
• 2.3.5 偏振荧光表征(Polarized-fluorescence)47-48
• 2.3.6 二维掠入射X-Ray衍射(2D-GIXD)48-50
• 2.3.7 电化学沉积P3HT聚合物电化学性能50
• 2.3.8 电化学沉积P3HT薄膜UV表征50-51
• 2.3.9 电化学沉积P3HT聚合物GPC测试51
• 2.3.10 场效应迁移率测试51-52
• 2.4 本章小结52-54
• 第三章 电化学合成取向PEDOT薄膜54-68
• 3.1 前言54
• 3.2 实验部分54-58
• 3.2.1 取向PEDOT薄膜合成54-56
• 3.2.2 取向PEDOT薄膜测试与表征56-58
• 3.3 结果与讨论58-67
• 3.3.1 PEDOT薄膜的XPS表征58-59
• 3.3.2 PEDOT薄膜偏光显微镜(POM)表征59-61
• 3.3.3 PEDOT薄膜的SEM表征61-62
• 3.3.4 PEDOT薄膜的偏振红外(Polarized-FTIR)表征62-64
• 3.3.5 PEDOT薄膜的偏振拉曼(Polarized-Raman)表征64-65
• 3.3.6 取向PEDOT薄膜电化学性能测试65
• 3.3.7 取向PEDOT薄膜UV表征65-66
• 3.3.8 取向PEDOT薄膜电导率表征66-67
• 3.4 本章小结67-68
• 第四章 实验结论68-70
• 参考文献70-76
• 研究成果及发表的学术论文76-78
• 致谢78-80
• 作者与导师简介80-81
• 北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书81-82

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