甲基橙作掺杂剂无模板法合成导电聚吡咯微管 2003年全国第六届有机固体电子过程学术讨论会论文集.pdfVIP

全国第六届有机固体电子过程学术讨论会论文集 2003 年10 月 武汉大学 甲基橙作掺杂剂无模板法合成导电聚吡咯微管 朱正曦, 陆云 南京大学高分子系，配位化学国家重点实验室，南京，210093 导电聚吡咯由于具有较高的导电性、良好的生物相容性、水体系制备的低污染性和优良的环境 稳定性越来越受到人们的关注。特别是其良好的氧化/还原可逆性，在有机发光显示屏、二次电池和 电子微器件方面有十分广阔的应用前景。而在氧化态与还原态之间的转换速度正是实现上述应用的 关键因素之一。据报道，聚吡咯的管状或纤维状形貌有利于提高其转换速度。[1] 另外，导电聚吡咯 呈管状或纤维状时，其电导率也有提高。[2] 因此制备低尺寸的导电聚吡咯管和纤维将具有十分重要 的应用价值。Martin, C. R.等人首先报道了成功利用模板法制备导电聚吡咯微管。[3] 之后，万梅香 等人利用β-萘磺酸(NSA)作为掺杂剂，利用其胶束作为反应器无模板法合成了聚吡咯微管。[4] 这种 方法与模板法比较具有明显的优点：操作简单，成本低，产量高，无需模板和“分子锚”等。但是 到目前为止的报导只有β-萘磺酸作掺杂剂才能制备得到导电聚吡咯微管。而导电聚苯胺微管则可通 过很多掺杂剂达到制备的目的。因此，有必要寻找其它掺杂剂来无模板制备导电聚吡咯微管，以便 降低成本，增加制备渠道，并开发出新的特性和功能。 本论文报导以价格非常低廉的甲基橙作掺杂剂，用无模板方法成功地用化学和电化学方法制备 导电聚吡咯微管。化学法用 FeCl3 作氧化剂，甲基橙作掺杂剂，在超声条件下进行吡咯的聚合，得 到如图1a 所示的形貌。制得聚吡咯微管直径约200-300nm，用四探针法测得其电导率为96.0S/cm， 比未加甲基橙制得的颗粒状聚吡咯电导率32.5S/cm 高了许多，这比由β-萘磺酸作掺杂制得的聚吡咯 2 微管电导率4.9S/cm 也有较大的提高。而电化学法以甲基橙作掺杂剂，在 1mA/cm 恒电流条件下制 得的聚吡咯形貌如图1b 所示。微管直径约500-600nm。此外，我们还进行了聚合时间对聚吡咯形貌 影响的研究。 a b 图 1. （a ）FeCl3 作氧化剂甲基橙作掺杂剂化学聚合制得聚吡咯微管形貌；（b ）甲基橙作掺杂剂 恒电流聚合制得的聚吡咯形貌。 参考文献： [1] Van Dyke L. S.; Martin, C. R. Langmuir 1990, 6, 1118 [2] Reginard, M.; Penner; Martin, C. R. J Electrochem. Soc. 1989, 10, 2006 [3] Martin, C. R. Science 1994, 266, 1961 [4] Sheng, Y. Q.; Wang, M. X., J Polym. Sci. Pol. Chem. 1999, 37, 1443 129