导电高分子参杂原理.ppt

一些导电聚合物的电光特性智能窗（SmartWindow）电致变色材料可以用于制作主动型智能窗。智能窗也被称为灵巧窗，是指可以通过主动（电致变色）或被动（热致变色）来控制窗体颜色，达到对热辐射（特别是太阳光辐射）光谱的某段光谱区产生反射或吸收，有效调节通过窗户的光线频谱和能量流，实现对室内光线和温度的调节。用于建筑物及交通工具不仅能节省能源，减少空调的使用，而且可使室内光线柔和，环境舒适，具有经济价值和生态意义。无眩反光镜

在电致变色器件中设置一反射层，由于电致变色层具有光选择性吸收的特性，当发生电致变色时，可以有效调节反射光线，成为无眩反光镜。用于交通工具的后视镜，可避免强光刺激，从而增加交通的安全性。电致变色显示器（2）电致发光特性-----在外加电场作用下，材料发出可见光。实质是注入的空穴和电子在导电高分子内部形成高能态的激子，激子从高能态回到低能态，能量以光的形式释放出来。-----可见光的颜色由价带和导带间的能量差（即禁带能量）决定。电致发光原理?发光二极管1990年英国剑桥大学R.H.Friend首次报道具有半导体特性的导电高分子可以用于高分子发光二极管(Al/PPv/Sn2O)电致发光聚合物PPV及其衍生物PHt及其衍生物（3）开关性能-----导电高分子的掺杂态与非掺杂态间导电率的巨大差异。-----通过电极控制非掺杂态与掺杂态间的转变，获得电路开关功能。P83图电化学开关三极管（4）金属防腐和防污防腐机理：钝化或屏蔽金属表面90年代中期发现导电高分子聚苯胺和聚吡咯等具有金属防腐蚀功能，在钢铁或铝表面形成均匀致密的聚合物膜，通过电化学防腐与隔离环境中的氧和水分的化学防腐共同作用，可有效地防止各种合金钢相合金铝的腐蚀，膜下金属得到有效的保护。（5）电磁屏蔽和隐身途径：（1）利用掺杂态导电高分子的导电性，反射或吸收电磁波（2）在电子仪器的内壁和孔壁上形成导电高分子涂层（3）利用其掺杂前后导电能力的巨大变化，实现防护层从反射电磁波到透过电磁波，使被保护装置既能摆脱敌方侦察又不防碍自身雷达工作---可逆智能隐身功能（4）导电高分子的电损耗与其他材料的磁损耗结合，开发复合型电磁隐身材料（6）“高分子抗静电剂”（1）??表面聚合型主要用于纤维和织物。将纤维和织物表面侵渍吸附一层吡咯和苯胺单体，然后在酸性条件下氧化聚合，形成表面聚合物层。（2）???复合涂料使用~1%的导电聚合物即可，用于大型油罐和管道的抗静电。（7）全固及全塑电池-----全固电池：电极、电解质等所有部件均由固体材料制成-----全塑电池：电极、电解质、外封装材料-----优点：污染小、体积小、轻便、寿命长（8）超级电容原理：电子导电高分子经p型掺杂接受电子或经n型掺杂接受空穴，获得了给出或接受电子的能力，在接入外电路后表现为充放电过程。优点：充电速度快，充电容量大，放电电流大。应用：电动力汽车能源。导电高分子面临的挑战与机遇※“合成金属”是对掺杂型导电高分子的挑战※结构确定、具有金属电导率的导电高分子齐聚物的分子设计和合成※分子导线和分子器件※导电高分子实用化面临的挑战与机遇复习题导电聚合物的分类电子型导电聚合物的结构特征及常见的几种聚合物结构掺杂的涵义及机制渗滤阀值的涵义导电复合材料的导电机理及常见性质离子导电聚合物的导电机理离子导电聚合物对高分子基质的要求*对于聚合物电致发光过程则解释为:在电场的作用下,将空穴和电子分别注入到共轭高分子的最高占有轨道(HOMO)和最低空轨道(LUMO),于是就会产生正、负极子,极子在聚合物链段上转移,最后复合形成单重态激子,单重态激子辐射跃迁而发光。

聚苯胺（PAn）合成方法：有化学合成和电化学法两大类。苯胺单体在酸性溶液中与氧化剂反应，或者在电极上发生氧化缩合反应即可获得聚苯胺化学合成法电化学法现在被多数人接受的聚苯胺结构是：y：PAn的氧化程度当y=0.5时是典型的苯二胺和醌二亚胺的交替结构，掺杂后导电性最好聚噻吩（PTh）PTh有一些特殊性质，如它在掺杂或未掺杂状态时都很稳定，对PTh进行掺杂去掺杂的循环实验达500个循环后，它的物理化学性质都不发生变化导电率（?·cm-1）x=4/30;6/40x=4/0.1~50;8/0.1~50?10 10?