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导电聚合物超薄膜的制备及性能表征

         
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采用修饰LB膜法制备了导电聚合物聚-3,4-乙烯二氧噻吩/硬脂酸(PEDOT/SA)复合超薄膜.将硬脂酸(SA)/FeCl3 LB膜暴露于EDOT单体气氛中,EDOT单体在多层膜中聚合,制备了PEDOT/SA多层复合LB膜.紫外-可见光-近红外(UV-Vis-NIR)吸收光谱和X射线光电子能谱(XPS)分析表明EDOT单体在多层膜中发生聚合并生成PEDOT导电聚合物.扫描电子显微镜(SEM)分析显示生成的PEDOT导电聚合物颗粒分散于硬脂酸LB膜中,被LB膜所包裹.二次离子质谱(SIMS)及XPS分析还发现S元素含量随LB膜的深度变化而变化,表明PEDOT较好地分散于多层膜中.采用四探针电导率仪对复合多层膜的电导率进行了测试,结果显示60层复合LB膜的电导率为2.6 S·cm-1,比普通PEDOT薄膜的电导率高一个数量级,且表现出较好的掺杂/脱掺杂能力.研究还发现复合膜电导率与薄膜在EDOT单体中处理时间有关,处理时间至120 min后电导率达到最大值并趋于稳定,氧化剂浓度较低可能影响EDOT在LB膜中的聚合反应速率.对复合LB膜的气敏特性进行了分析,发现在较低气体浓度范围(ψ＜30×10-6),PEDOT复合LB膜有较快的反应速率,气敏性与气体浓度呈非线性.在较高浓度范围(ψ=(30-120)×10-6),气敏性与浓度呈较好的线性关系.PEDOT复合LB膜对HCl气体表现出较好的响应恢复特性.同时对PEDOT复合膜相关的导电机理及气体敏感机理进行了分析.

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