[发明专利]一种高结晶质量聚吡咯导电薄膜及其制备方法

说明书

本发明涉及一种高结晶质量聚吡咯导电薄膜及其制备方法，包括以下步骤：步骤1、配制质子酸溶液，溶剂使用去离子水；步骤2、称取氧化剂溶解于上述酸溶液中，充分搅拌使其完全溶解；步骤3、取吡咯单体滴入上述溶液中，逐渐可观察到液面有聚吡咯薄膜形成，随着聚合时间的增加，薄膜愈发明显，反应在恒温下进行；步骤4、用洁净的衬底将步骤3生成的薄膜从液面捞出，用去离子水清洗，以除去薄膜表面的反应溶液残留；步骤5、步骤4所得薄膜烘干后即可得到高结晶质量聚吡咯薄膜。

技术领域

本发明涉及导电聚吡咯薄膜的制备方法，具体涉及一种通过化学氧化的方法在液面制备高质量导电聚吡咯薄膜及其制备方法。

背景技术

导电聚合物属于一种导电高分子材料，聚吡咯作为常见导电聚合物之一，其除了具有传统高分子材料质量轻，易于加工，机械性能好和成本低廉等优点外，其还具有可以通过改变制备条件，使其导电性能连续可调的优点，这极大的拓展了其应用范围，相关报道表明导电聚合物在有机太阳能电池、印刷电子电路、有机发光二极管、制动器、电致变色、超级电容器、化学传感器和生物传感器、柔性透明显示器和电磁屏蔽等方面有极大的应用前途。

聚吡咯是通过吡咯单体的氧化聚合而得到，其制备方法通常有两种：化学氧化法和电化学氧化法。

其中，化学氧化法是通过氧化剂在酸溶液中将吡咯单体氧化后经过质子酸掺杂形成导电聚吡咯，此方法制备的聚吡咯通常为粉末，且X射线衍射没有出现明显的衍射峰。而电化学氧化法可以制备聚吡咯薄膜，但是需要在固定的基底上，难以有效地剥离转移。

发明内容

本发明设计了一种高结晶质量聚吡咯导电薄膜及其制备方法，其解决的技术问题是化学氧化法和电化学氧化法制备高质量导电聚吡咯薄膜各自存在的缺陷。

为了解决上述存在的技术问题，本发明采用了以下方案：

一种高结晶质量聚吡咯导电薄膜的制备方法，包括以下步骤：步骤1、配制质子酸溶液，溶剂使用去离子水；步骤2、称取氧化剂溶解于上述酸溶液中，充分搅拌使其完全溶解；步骤3、取吡咯单体滴入上述溶液中，逐渐可观察到液面有聚吡咯薄膜形成，随着聚合时间的增加，薄膜愈发明显，反应在恒温下进行；步骤4、用洁净的衬底将步骤3生成的薄膜从液面捞出，用去离子水清洗，以除去薄膜表面的反应溶液残留；步骤5、步骤4所得薄膜烘干后即可得到高结晶质量聚吡咯薄膜。

优选地，步骤1中所述质子酸为盐酸、硫酸、高氯酸、十二烷基苯磺酸或樟脑磺酸。

优选地，步骤1中所述质子酸溶液pH值范围为0.5—3。

优选地，步骤2中所述氧化剂为过硫酸铵、高锰酸钾、过氧化氢或三氯化铁。

优选地，步骤2中所述溶液中氧化剂浓度范围为0.01—0.1 mol/L。

优选地，步骤3中通过控制变量法，即首先确定吡咯单体的量，然后改变氧化剂的浓度来调节薄膜的生长速度和氧化程度，吡咯单体的体积在0-10 μL之间。

优选地，步骤3中的反应时间范围为1—60 min。

优选地，步骤3中选择反应温度的范围为0—60 ℃。

优选地，步骤4中所述衬底为玻璃、硅片、云母或聚酰亚胺。

一种高结晶质量聚吡咯导电薄膜，其特征在于：使用上述的制备方法制备。

一种电极，其特征在于：其材质包括上述高结晶质量聚吡咯导电薄膜。

该高结晶质量聚吡咯导电薄膜及其制备方法与现有技术相比具有以下有益效果：

（1）本发明通过化学氧化法，不需要固体基底，它在液体表面聚合成膜，生成的薄膜漂浮于液体表面，可以很方便地使用所需固体基底将薄膜捞出。