一种高导电PEDOT∶PSS膜的制备方法与流程

本发明属于pedot∶pss膜制备技术领域，具体涉及一种高导电pedot∶pss膜的制备方法。

背景技术：

pedot∶pss具有良好的导电性、生物相容性和可加工性等优点被广泛地应用于超级电容器、太阳能电池、热电材料、有机发光二极管、触摸屏和电子纸等领域。尤其在柔性电子器件领域，pedot∶pss有望取代ito成为下一代柔性器件的衬底或者电极材料，但一般需要dmf、dmso、离子液体、表面活性剂等来提高其导电性，并且导电的提升的机理一直都有争议。研究和寻找提高pedot∶pss导电性的方法，不仅有利于pedot∶pss导电性的提升，更对pedot∶pss的实际应用和使用pedot∶pss制备的器件的性能的提升尤为重要。特别地，通过实际的发明应用去促进基础科学的发展，使人们更加深刻的了解导电聚合物的导电机理也是很必要的。

技术实现要素：

本发明的目的旨在提供一种高导电pedot∶pss膜的制备方法。

为实现上述目的，本发明采取的技术方案如下：

一种高导电pedot∶pss膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）、在冰浴条件下，配制浓度为0.1-1mol/l的nipam单体溶液；

（2）、室温环境中，向pedot∶pss水分散液中加入步骤（1）所得nipam单体溶液，混合均匀；其中，pedot∶pss水分散液和nipam单体溶液的体积比为（1-10）∶1；

（3）、将步骤（2）所得混合液转移到器皿中，干燥成膜。

较好地，pedot∶pss水分散液的固含量为1.0-1.3%，pedot∶pss水分散液中pedot和pss的重量比为1∶2.5。

较好地，干燥成膜的温度为60-80℃。

本发明与现有技术相比，具有如下优点：

本发明是第一个采用含有双键的极性小分子单体来提升pedot∶pss导电性的；此方法不仅可以提高pedot∶pss的成膜性，而且经过测试，本发明制得的导电薄膜的电导率提高不小于30倍，大大提高了其导电性能，对采用其制备的电学器件的性能的提升也很重要。

附图说明

图1：实施例2和对照例1制备的pedot∶pss膜的导电性的对比图。

图2：实施例3和对照例2制备的pedot∶pss膜的导电性的对比图。

图3：实施例2和对照例1制备的pedot∶pss膜的raman光谱表征。

具体实施方式

以下结合实施例对本发明的技术方案作进一步地详细介绍，但本发明的保护范围并不局限于此。

下面实施例以及对照例中的pedot∶pss水分散液购自heraeus公司，规格：固含量1.0-1.3%（质量百分比），pedot和pss的重量比为1∶2.5。

实施例1

一种高导电pedot∶pss膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）、在冰浴条件下，在烧杯中加入3mmol的nipam和10ml的水，磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间60min，配制成浓度0.3mol/l的nipam单体溶液；

（2）、室温环境中，向样品瓶中加入9ml的pedot∶pss水分散液并磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间30min；

（3）、向步骤（2）所得pedot∶pss水分散液中按体积比3∶1加入3ml步骤（1）所得nipam单体溶液，磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间60min；

（4）、将步骤（3）所得混合液转移到蒸发皿中，在60℃真空烘箱中加热干燥成膜。

实施例2

一种高导电pedot∶pss膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）、在冰浴条件下，在烧杯中加入5mmol的nipam和10ml的水，磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间60min，配制成浓度0.5mol/l的nipam单体溶液；

（2）、室温环境中，向样品瓶中加入9ml的pedot∶pss水分散液并磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间30min；

（3）、向步骤（2）所得pedot∶pss水分散液中按体积比3∶1加入3ml步骤（1）所得nipam单体溶液，磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间60min；

（4）、将步骤（3）所得混合液转移到蒸发皿中，在60℃鼓风烘箱中加热干燥成膜。

实施例3

一种高导电pedot∶pss膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）、在冰浴条件下，在烧杯中加入5mmol的nipam和10ml的水，磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间60min，配制成浓度0.5mol/l的nipam单体溶液；

（2）、室温环境中，向样品瓶中加入9ml的pedot∶pss水分散液并磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间30min；

（3）、向步骤（2）所得pedot∶pss水分散液中按体积比15∶1加入0.6ml步骤（1）所得nipam单体溶液，磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间60min；

（4）、将步骤（3）所得混合液转移到蒸发皿中，在80℃鼓风烘箱中加热干燥成膜。

对照例1

一种pedot∶pss膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）、室温环境中，向样品瓶中加入9ml的pedot∶pss水分散液并磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间30min；

（2）、向步骤（1）所得pedot∶pss水分散液中按体积比3∶1加入3ml去离子水，磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间60min；

（3）、将步骤（2）所得混合液转移到蒸发皿（与实施例2同规格）中，在60℃鼓风烘箱中加热干燥成膜。

对照例2

一种pedot∶pss膜的制备方法，包括如下步骤：

（1）、室温环境中，向样品瓶中加入9ml的pedot∶pss水分散液并磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间30min；

（2）、向步骤（1）所得pedot∶pss水分散液中按体积比15∶1加入0.6ml去离子水，磁力搅拌均匀，搅拌速度800r/min，搅拌时间60min；

（3）、将步骤（2）所得混合液转移到蒸发皿（与实施例3同规格）中，在80℃鼓风烘箱中加热干燥成膜。

图1是本发明实施例2（b）和对照例1（a）所制备的pedot∶pss膜的导电性的对比图，电阻从458ω降低为10.5ω，导电性至少提高了30倍。

图2是本发明实施例3（b）和对照例2（a）所制备的pedot∶pss膜的导电性的对比图，电阻从462ω降低为218.7ω，导电性提升不到三倍。

图3是本发明实施例2和对照例1所制备的pedot∶pss膜的raman光谱表征，1425cm^-1处拉曼峰的蓝移表明：pedot从苯式构象变为醌式构象，从而导电性得到提升。