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電化學聚合法

電化學聚合亦可簡稱為電解聚合、電聚合或電引發(fā)聚合，是指在有適當電解液的電解池里，按一定的電化學方式進行電解，使單體在電極上發(fā)生聚合反應。可合成各種導電性聚合物并制備各種結構、性質(zhì)不同的功能膜，還可在單體聚合的同時進行摻雜。

電化學聚合法裝置簡單、條件易于控制，聚合物膜厚可控、均勻且再現(xiàn)性高，可以通過控制聚合時電流的大小和通電時間來制備比表面積大、厚度和結構可控且多樣的薄膜對電極。—均質(zhì)處理PEDOT自百川英樹等發(fā)現(xiàn)用碘或者氟h鉀摻雜的聚y炔具有與金屬相當?shù)膶щ娦裕妼士蛇_10SS/cm以來，導電高分子成為科學的研究熱點。而且制備的PEDOT薄膜結構規(guī)整、電導率高，同時薄膜與電極的粘結力較強。但電化學聚合法要求基材具有導電性，制作的PEDOT電，且脆而硬，無法進行大尺寸薄膜制備。

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。然而，傳統(tǒng)的采用原位聚合或機械混合法制得的有機/無機復合熱電材料，存在著無機納米顆粒難分散、易氧化、粒徑大小難以控制以及無機相添加量過大（通常>。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(yōu)良的紫外光電探測性能。實驗發(fā)現(xiàn),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,外達736. 5%。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。

導電聚合物的導電機理

聚合物分子導電應具備的必要條件是：分子鏈應該是一個大竹共軛體系(共軛雙鍵或共軛與帶有未成鍵P軌道的雜原子N、s等偶合)與金屬導電需要自由電子和供電子運動的軌道一樣，聚合物的導電也需要有電荷載體和可供電荷載體自由運動的分子軌道，由于大多數(shù)聚合物本身不具有電荷載體，導電聚合物的所必需的電荷載體是由”摻雜”過程提供的。PEDOT:PSS涂層具有導電性強、成膜質(zhì)量好、透明度好、光學對比度高、穩(wěn)定性高、附著力強、膜顏色易變、循環(huán)和耐久性好等優(yōu)點，一直是本征型導電涂料領域的研究核心，相信隨著社會要求的不斷提高以及研究的不斷深入，其應用領域也將不斷拓展。關于摻雜后導電聚合物的導電機理，目前比較成熟的觀點可用下圖(二)加以簡要說明。