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發布時間:2020-12-16 18:39  
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利用電化學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)薄膜構建PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結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。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納米管肖特基結具有優良的紫外光電探測性能。實驗發現,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納米管肖特基結的光電流可達973. 5μA,響應度為2. 23 A/W,外量子達736. 5%。原位聚合法原位聚合法是將單體或可溶性預聚體在基材表面聚合形成導電聚合物膜,主要包括直接聚合法、溶液聚合吸附法、化學氣相沉積法、氣相沉積聚合法、液相沉降聚合法。實驗結果表明PEDOT∶PSS/TiO_2納米管肖特基結的紫外探測結構性能良好。
PEDOT以旋涂或者澆鑄成膜得到的電導率可達550S/cm,用氣相聚合法得到的聚合物更能達到1000S/cm。
PEDOT分散液的粘度實表征鍍膜后穩定性的重要參數,粘度可在0.1-1000mPa?s(在20℃和100S-1的剪切速率下用流變儀測定),粘度j為40-150mPa?s.
實驗證明,當PEDOT粒徑明顯降低時,其粘度和“掛壁”現象明顯增大。國外文獻和專利均表明,超高壓均質是降低PEDOT粒徑的金方法。通過超高壓均質這樣一個手段,能夠改善樣品性能從而使應用成為現實。
實驗設備:ATS高壓均質機,光散射粒度儀
樣品:PDEOT:PSS分散液
含量:固含量3-5%PH值為1
實驗目的:將產品粒徑降低至100nm以下
評判標準:
1.樣品充分分散后,應呈現類似“膠體”狀流動狀態,粘度增大
2.導電性能需達到產品需求
3.粒徑分布均一,涂布成膜后均勻穩定
基本實驗流程:
1.將冷水機溫度設置為-5℃,待溫度充分降低之后,可開始準備均質處理
2.低壓800bar處理三遍取樣,高壓1000bar處理五遍取樣,高壓1500bar處理五遍取樣
3.實驗中應注意隨著均質處理溫度升高,如果冷水機溫度不能滿足實驗要求,應暫停實驗或更換冷水機和換熱設備
實驗現象:
1.隨著均質壓力和次數的增加,樣品的顏色有一定程度的變淺
2.均質前的沉淀物,均質之后靜置后樣品狀態穩定不沉淀
3.均質處理后,樣品溫度會略微升高,此時在試管中的流動狀態仍為液體。靜置后溫度降低,“粘壁”現象會較為明顯。
近期,理化技術研究所仿生材料與界面科學重點實驗室江雷團隊研究員王京霞與蘭州大學郭金山合作,在PEDOT光子晶體上實現了多彩圖案的水寫和電擦。他們通過電聚合制備聚3,4-乙烯二氧噻吩(PEDOT)光子晶體(PEDOT-IO-0),發現所制備PEDOT-IO具有四種狀態和三種不同的開關形式:個開關是從PEDOT-IO-0到PEDOT-IO-I(中性態)的不可逆的還原過程。PSS含有兩x官能團,磺酸又是強酸,所以它不僅可以作為分散劑,改善PEDOT的溶解性,而且可以作為平衡電荷的摻雜劑,提高PEDOT的電導率。第二個開關是PEDOT-IO-I(中性態)和PEDOT-IO-I(氧化態)之間的可逆電化學過程,伴隨著由于離子摻雜/脫摻雜引起的可逆帶隙(結構顏色)變化。第三個開關是水處理PEDOT-IO-I(氧化態)形成PEDOT-IO-II,由于水誘導LiClO4分子(Li 和ClO4-離子)的去除和周期性結構收縮,引起光晶帶隙的藍移。
通過將PEDOT-IO-1(Ox)水誘導LiClO4分子去除效應與PEDOT-IO-I的電化學調制相結合,可以實現可逆的水寫/電擦多色光晶圖案。該研究工作為基于光子晶體的光學材料和器件的制備提供新的思路。