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苯胺与天青B共聚物电化学性质及其用于锌-导电聚合物二次电池的研究(4)

时间:2022-07-24 15:40来源:毕业论文
1。3 导电高聚物简介 导电高聚物又称导电高分子,是指具有共轭 键的高分子经过化学或者电化 学掺杂而从绝缘体变成导体的一类的聚合物材料[15],具有

1。3 导电高聚物简介 

导电高聚物又称导电高分子,是指具有共轭π 键的高分子经过化学或者电化 学掺杂而从绝缘体变成导体的一类的聚合物材料[15],具有金属的导电性和高分子 材料的加工性,涵盖了绝缘体、半导体和导体等在电导率上的应用范围,还可应 用于非常宽的频率范围。对于该领域的研究历史虽然短暂,但是该技术已经成功 在材料合成、结构表征、导电机理及性能、技术上应用等方面取得了较好的发展。 目前,在防静电、电致变色材料、微电子工业和化工等领域,导电高聚物都得到 了高度的重视和研究。 

1。3。1 导电高聚物概述 

高聚物指由许多相同的、简单的结构单元通过共价键重复连接而成的高分子 量(通常可达104~106)化合物。导电高聚物以高分子为基础,自然具备了高分子 的结构特征[16],通过掺杂而得到的导电高聚物还具有一价对阴离子(p-型掺杂) 或对阳离子(n-型掺杂)的结构。因而导电高聚物具备可分子设计结构多样化, 可加工和比重轻的特点。从广义上来看,导电高聚物被归类为功能高分子范畴。

导电高聚物的突出特性可概括为以下三点:(1)具有电化学氧化和还原活 性;(2)具有金属和无机半导体的电学和光学特性[17];(3)具有有机高聚物柔 韧的机械性能和可加工性,因而它可以代替多种金属材料和无机导电材料。1977 年,日本人白川英树、A。G。 MacDiarmid和A。J。 Heeger合作,通过掺杂使聚乙炔的 电导率提高了12个数量级,达到了103 (Ω·cm)-1,让其变成了良导体。而后通 过大量研究,发现许多共轭高聚物经掺杂后都能变为具有不同导电性的导电高聚 物,最典型的有聚乙炔、聚苯胺、聚吡咯、聚噻吩等。近40年来,关于导电高聚 物的研究一直没有中断,对它的重视程度也丝毫没有减弱,这主要归结为导电高 聚物的四大特点:(1)它的室温电导率介于绝缘体-半导体-金属态之间,这种 特殊的物理化学性能还没有其他物质可以替代;(2)结构可设计性和性能可控 制性;(3)掺杂/脱掺杂的可逆性;(4)具备一般高聚物的特性(如质轻和可 加工等)来;自]优Y尔E论L文W网www.youerw.com +QQ752018766-

1。3。2 导电高聚物的合成 

导电高聚物的合成方法有两种:化学法和电化学法。化学法需要用到氧化剂, 溶液可以是有机介质或者水溶液,通过氧化作用,使单体在溶液中达到聚合的目 的。最常见的氧化剂有双氧水和重铬酸盐;水溶液则一般采用酸性溶液(硫酸、 盐酸等)。导电高聚物的合成受限条件很多,它的物理及化学性质往往会受到如 下因素影响:单体的浓度、氧化剂的种类和性质,两者聚合的比例,聚合的温度, 聚合的环境等[18]。采用化学法可以大量制备导电高聚物粉末,适用于工厂的大规 模生产。

电化学法依靠电场作用,电解含有单体的溶液,在工作电极表面即可获得导 电高聚物膜。由于采用了外加电位作为聚合反应的的控制条件,通过电化学作用 可使导电高分子直接成膜并处于导电状态。电化学法合成导电聚合物有许多优 点:首先,操作简单,反应条件容易实现;其二、工艺流程短,合成物质纯度高; 其三、能通过改变电流、电压等基本参数合成不同性能的共聚物膜;其四、易于 控制操作过程[19]。 

导电高聚物的研究包括合成、应用、表征和机理研究等方面,就合成方法而 言便有循环伏安法、恒电流法、恒电位法、脉冲极化和各种复合方法等。由于聚 合过程不需要引入氧化剂,共聚物稳定且纯度高,电化学聚合法具有清洁环保的特点[20]。  苯胺与天青B共聚物电化学性质及其用于锌-导电聚合物二次电池的研究(4):http://www.youerw.com/huaxue/lunwen_96982.html

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