导电聚合物固定葡萄糖氧化酶生物传感器.ppt

第1页，共20页，星期日，2025年，2月5日CONTENTS导电聚合物研究简介导电聚吡咯简介导电聚合物固定酶的特点和方法聚吡咯修饰的葡萄糖生物传感器第2页，共20页，星期日，2025年，2月5日导电聚合物简介主要内容导电聚合物分类导电聚合物结构特征和导电机理导电聚合物基本性能和应用前景导电聚合物的合成导电聚合物研究中存在的问题导电聚合物发展方向第3页，共20页，星期日，2025年，2月5日导电聚合物分类TEXTTEXT复合型导电聚合物材料是指将各种导电性物质以不同的方式和加工工艺填充到聚合物基体中而构成的材料。几乎所有的聚合物都可以制成复合型导电聚合物。一般制备方法是填充高效导电纳米粒子或导电纤维结构型导电聚合物指高分子聚合物本身或经少量掺杂后具有导电性的物质，即高分子结构本身能提供载流子而具有导电性的聚合物，一般是电子高度离域的共扼聚合物经过适当电子受体或供体的掺杂后而制得的。共扼聚合物与受体(供体)掺杂剂作用而失去(得到)电子后，与得到(失去)电子的掺杂剂对离子形成电中性电荷转移络合物。第4页，共20页，星期日，2025年，2月5日结构型导电聚合物电子导电聚合物电子导电聚合物是以共扼聚合物为主体的导电聚合物，分子内有大的线性共扼二电子体系导电时的载流子是自由电子或空穴，导电过程中载流子在电场的作用下能够在聚合物内定向移动形成电流。这类材料是当前导电聚合物研究开发的重点。大量的研究表明，各种共扼聚合物经掺杂后都能成为具有不同导电性能的聚合物离子导电聚合物是由于加入的盐离子在电场下迁移而具有导电功能。一般是把高氯酸锂等碱金属盐溶于聚环氧乙烷而制得的，导电时的载流子是能在聚合物分子间迁移的正负离子。离子导电聚合物的分子具有亲水性，柔韧性好，在一定温度下有类似液体的性质，因而链上所带体积较大的荷电基团在电场作用下可在聚合物中迁移。氧化还原导电聚合物氧化还原导电聚合物，聚合物的侧链上带有可以发生可逆地氧化还原反应的活性基团，有时聚合物骨架本身也具有可逆的氧化还原反应能力，因此可以通过氧化还原反应来传递电子，如聚乙烯二茂铁。这类聚合物除了在氧化还原基团特定的电位范围内有导电现象外，在其他情况下都是绝缘体，并不遵循导体的导电法则，不应算作严格意义上的导电体。第5页，共20页，星期日，2025年，2月5日导电聚合物的结构特征和导电机理

导电聚合物是由具有共轭∏键的高分子经化学和电化学“掺杂”后使其由绝缘体转变为导体或半导体的一类高分子材料.最突出的特点是共扼聚合物的链结构和共扼链的p型(空穴)和n型(电子)掺杂特性。共扼聚合物的本征态处于半导体或绝缘体，p型或n型掺杂后转变为导电态。p型掺杂是指其主链失去电子带正电荷的同时伴随对阴离子的掺杂;n型掺杂是指其主链得到电子带负电荷的同时伴随对阳离子的掺杂，对离子的掺杂使导电聚合物整体呈现电中性。第6页，共20页，星期日，2025年，2月5日导电聚合物掺杂和无机半导体掺杂的不同(l)无机半导体的掺杂是原子的替代，而导电聚合物中的掺杂是氧化还原过程，其实质是掺杂剂对聚合物主链实施氧化或还原，使聚合物链失去或得到电子，产生带电缺陷，形成电荷转移络合物。常用的掺杂剂有碘、级气、各种无机质子酸(盐酸、硫酸、磷酸、硝酸和高氯酸等)、有机质子酸(十二烷基苯磺酸、樟脑磺酸、尽蔡磺酸、甲基苯磺酸和二丁基蔡磺酸等);(2)无机半导体的掺杂量极低(万分之几)，而导电聚合物的掺杂量很大，可达30%一50%;(3)在无机半导体中没有脱掺杂过程，导电聚合物中不仅有脱掺杂过程，而且掺杂/掺杂过程完全可逆，此外，导电聚合物的掺杂还伴随着颜色的变化以及高的三阶光学效应等特点。第7页，共20页，星期日，2025年，2月5日只有当共扼聚合物掺杂后，改变现有二电子能带的能级，使其能量状态发生变化，减小能带差，即从能量上使其分子结构能达到准平面才可以获得良好的导电性。总之，导电高聚物既要有大量可自由移动的载流子，又要有畅通的导电通路才能获得较高的电导率第8页，共20页，星期日，2025年，2月5日导电聚合物的基本性能和应用前景

二、电化学性能可逆的掺杂/脱掺杂特性与室温导电性结合，导电聚合物可成为二次电池的理想电极材料，从而可以实现制备全固体电池。如果有机物的耐久性问题和高电压下稳定的有机溶剂问题获得解决，聚乙烯用于二次电池的电极材料及太阳能电池材料就有可能实现商品化。一、电学性能通过化学或电化学掺杂，导电聚合物的室温电导率随掺杂度的变化在绝缘一半导体一金属导体范围(10一s/cm一10，s/cm)内变化，绝缘体/半导体/导体三相共存是导电聚合物电学性能的显著特点之一。导电聚合物的物理化学和电化学特性强烈地依