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聚噻吩
來源:互聯網

噻吩(Polythiophene,縮寫PT)是一種常見的導電聚合物,由噻吩聚合生成。

噻吩摻雜后導電率為10-16-102(S/cm),聚噻吩是不溶不熔的,但聚噻吩在摻雜前是較穩定的。聚噻吩的合成可用化學法和電化學制成;將噻吩單體電解質高氯酸乙基混合加到1-溴-2-硝基苯中,以玻璃板上鍍上氧化,氧化錫分別作陽極和陰極進行電化學聚合,電流密度為2mA/cm2,噻吩在陽極表面發生聚合,形成墨綠色的聚噻吩薄膜Chemicalbook(含有過氯酸鹽離子),電解溫度為-20-+30℃,通電20min,可生成約10μm厚的薄膜,很易從電極上剝下來,這種薄膜當在100℃空氣中加熱時不分解,本身是柔性的,制造工藝較簡單,可得到導電率為13(Ω.cm)-1。

在通過摻雜向共軛π軌道引入或去除電子時,可轉變為導體。除了導電性,聚噻吩還具有獨特的光學性質。在溶劑、溫度、電勢和其他分子等環境因素影響下,主鏈會發生扭轉,共軛結構被破壞,導致聚噻吩迅速發生顏色轉變。這些特殊的電學和光學性質使得聚噻吩及其類似的共軛聚合物具有潛在的傳感器應用。

因此,聚噻吩及其類似物是近年的研究熱門課題。2000年,諾貝爾化學獎頒給了研究這一主題的艾倫·黑格(Alan J. Heeger)、艾倫·麥克德爾米德(Alan MacDiarmid)和白川英樹(Hideki Shirakawa)。

基本介紹

化學式如右圖所示。本征態聚噻吩為紅色無定型固體,摻雜后則顯綠色。這一顏色變化可應用于電致變色器件。聚噻吩不溶,有很高的強度。在三氟化硼乙醚絡合物中電化學聚合得到的聚噻吩強度大于金屬鋁。

聚噻吩的能隙較小,但氧化摻雜電位較高,故其氧化態在空氣中很不穩定,迅速被還原為本征態。同時聚噻吩可以被還原摻雜。聚噻吩很容易在3位引入側鏈,根據側鏈的不同,聚噻吩的溶解性以及電化學性質有較大的區別。

噻吩可以由2,5位帶有特定官能團的噻吩單體通過偶聯得到,也可以通過噻吩的電化學聚合制得。其聚合電位很高,通常在2.0V以上。使用三氟化硼乙醚絡合物溶劑可大大降低噻吩的聚合電位(~1.2V)。

聚噻吩可用于有機太陽能電池化學傳感,電致發光器件等。聚噻吩的衍生物PEDOT是有機電致發光器件制備中重要的空穴傳輸層材料。

參考資料 >

微射流均質機在聚噻吩分散中的應用.生物器材網.2024-03-25

聚噻吩.Chemical Book.2024-03-21

聚噻吩概述.全知識.2024-03-21

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