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化学氧化法制备条件对聚噻吩导电性能的影响
  • ISSN号:1007-9432
  • 期刊名称:《太原理工大学学报》
  • 时间:0
  • 分类:B324[哲学宗教—外国哲学]
  • 作者机构:太原理工大学煤科学与技术省部共建国家重点实验室培育基地,太原030024
  • 相关基金:国家自然科学基金资助项目:吸附剂表面修饰和结构调变对焦化苯中噻吩深度脱除的影响及其再利用研究(51372161),吸附剂的表面化学特性对深度脱除汽油中噻吩类含硫化合物的影响及吸附机理研究(21406151)
中文摘要:

采用化学氧化聚合法,以氯仿为溶剂、无水氯化铁为氧化剂,制得了聚噻吩样品,使用傅里叶变换红外光谱仪、紫外可见漫反射光谱仪和高阻计对样品结构和电导率进行了分析测试,考察了噻吩浓度(0.05~0.20mol/L)、反应时间(1~12h)、反应温度(-32~0℃)、氧化剂与噻吩摩尔比(2~5)、后处理方式对聚噻吩样品电导率的影响。研究表明:上述条件均会影响聚噻吩的聚合程度和连接方式,进而影响其电导率。当噻吩浓度由0.05mol/L增至0.20mol/L时,样品电导率从10~(-13) S/m降至10~(-8) S/m;反应时间为3h所得样品的电导率最大,为10~(-10) S/m;当反应温度在0~-32℃时,其电导率均在10~(-13) S/m数量级;氧化剂与噻吩摩尔比n(FeCl_3)/n(Th)的增大会使其电导率增加(10~(-13)~10~(-10) S/m);反应结束后直接对反应物进行过滤洗涤得到的样品比室温挥发完溶剂再洗涤得到样品的电导率高五个数量级。综合聚噻吩的电导率和原料成本,选定噻吩浓度为0.10mol/L、反应时间为3h、反应温度为0℃、n(FeCl_3)/n(Th)=2,对反应物直接过滤洗涤为最佳制备条件,该条件下所得聚噻吩样品的电导率高达2.49×10~(-8) S/m。

英文摘要:

Polythiophenes were prepared by chemical oxidative polymerization under the conditions of different reaction time t(1~12h),temperatureθ(-32~0 ℃),molar ratio of oxidant to thiophene n(FeCl_3)/n(Th)= 2~5,thiophene concentration c(Th)=0.05~0.20mol/L.The structure and conductivity of the polythiophenes were characterized using Fourier transform infrared spectroscopy,ultraviolet and visible diffuse reflectance spectroscopy and megohmmeter.The results indicate that these preparation conditions could greatly affect the structure and conductivity of polythiophenes.The conductivity of polythiophene increase from 10~(-13) to 10~(-8) S/m with the increase of thiophene concentration from 0.05 to 0.20mol/L.The highest conductivity of polythiophene at different reaction time is 10~(-10) S/m when the reaction time is 3h.The conductivity of the polythiophenes prepared at different temperatures is all at 10~(-13) S/m level.When the n(FeCl_3)/n(Th)increases from 2 to 5,the conductivity of samples increases from 10~(-13) to 10~(-10) S/m.The conductivity of the sample prepared by the treatment of direct filtration and washing increases 5 orders of magnitude over that prepared by the treatment of solvent volatilization at room temperature followed by filtration and washing.From the aspect of the balance of conductivity and cost,the optimized reaction conditions are:c(Th)=0.1mol/L,t=3h,θ=0 ℃,n(FeCl_3)/n(Th)=2,and using direct filtration treatment on the products.Moreover,the optimized conductivity of the polythiophene is 2.49×10~(-8) S/m.

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期刊信息
  • 《太原理工大学学报》
  • 中国科技核心期刊
  • 主管单位:山西省教育厅
  • 主办单位:太原理工大学
  • 主编:黄庆学
  • 地址:太原市迎泽西大街79号
  • 邮编:030024
  • 邮箱:tyutxb@tyut.edu.cn
  • 电话:0351-6014376 6014556
  • 国际标准刊号:ISSN:1007-9432
  • 国内统一刊号:ISSN:14-1220/N
  • 邮发代号:22-27
  • 获奖情况:
  • 全国高校学报优秀期刊一等奖、二等奖,国家双效期刊奖,华北十佳期刊优秀奖,山西省一级期刊奖,中国期刊方阵“双效”期刊
  • 国内外数据库收录:
  • 美国化学文摘(网络版),日本日本科学技术振兴机构数据库,中国中国科技核心期刊,中国北大核心期刊(2004版),中国北大核心期刊(2008版),中国北大核心期刊(2011版),中国北大核心期刊(2014版)
  • 被引量:9375