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自白川英树等人于20世纪七十年代合成聚乙炔以来,导电聚合物由于其具有特殊的长链有机结构和优异的电化学性能,引起了科学界的广泛关注,不同类型和结构的导电聚合物相继被合成出来。近年来,PEDOT-PSS作为水分散性的导电聚合物,由于其高导电性、良好的环境稳定性和透明性,在太阳能电池,防静电涂层,OLED显示器、电催化等领域日益受到重视。PEDOT与PSS分子之间通过离子间的静电作用力相结合,较易通过掺杂来调控聚合物的性能。本文首先研究了PEDOT-PSS合成过程的微观结构变化及其性能调控,在此基础上,研究了其在抗静电涂料、复合金属纳米材料以及催化领域的应用,具有较高的学术价值与工业应用前景。主要研究工作如下: 1.通过化学氧化聚合法合成了导电聚合物PEDOT-PSS水分散体,并通过紫外、红外、扫描电镜与粒度分析仪对其结构与形貌进行了表征。在此基础上,对合成条件进行了优化,研究了反应条件对聚合物体系稳定性及电导性的影响。实验结果表明,聚合初期是形成稳定微结构的关键时期。随着反应的进行,聚合物从不连续的团簇结构向连续的网络状结构转变,导电性能随之增加。此外,PSS用量对于聚合物体系稳定性有着重要影响。随着PSS用量的增加,聚合物体系稳定性增加,但导电性逐渐降低。 2.以PEDOT-PSS为导电基质,水性聚氨酯为成膜树脂,制备了导电涂料。在此基础上,通过调整不同助剂的配比,对导电涂料性能进行了优化。实验结果表明,水性聚氨酯用量在20wt.%~25wt.%之间,导电涂料成膜性能较好。导电聚合物PEDOT-PSS用量在25.2wt.%~35.2wt.%之间,导电涂料表现出良好的电导性、粘附性与透光性。改变其他助剂可以有效的调控导电涂料的表观及导电性能。同时,温度对于导电涂料的粘度和表面张力有着显著的影响。 3.采用硝酸银为原料,EDOT为还原剂,PSS为稳定剂,制备了复合导电体系PEDOT-PSS@Ag,并通过紫外、红外与XR对其进行了表征。在此基础上,对合成条件进行了优化,重点对复合导电体系的稳定性进行了研究。实验结果表明,还原剂EDOT用量对于Ag粒子尺寸有很大影响。随着还原剂用量的增加,Ag粒子的尺寸变小,当EDOT用量从0.1g增加到0.4g时,平均粒径从13.7nm降至8.2nm。随着PSS用量增加,复合体系中Ag粒子表面包覆程度升高,复合体系稳定性增加,但复合体系的电导性逐渐降低。 4.以对硝基苯酚为反应底物,硼氢化钠为还原剂,研究了复合导电体系PEDOT-PSS@Ag的催化还原性能。在此基础上,对复合导电体系的催化还原性能进行了优化。实验结果表明,随着复合体系中Ag粒子的尺寸增加,催化活性减小。随着Ag粒子表面包覆程度增加,催化活性降低。随着Ag粒子浓度增加,催化活性增加。