樟腦磺酸摻雜聚苯胺薄膜制備及其電致變色性能研究.pdf

1、電致變色是指材料在有外加電場(chǎng)的作用時(shí)發(fā)生顏色(透射率、反射率、吸收率等)變化的現(xiàn)象。聚苯胺以其低廉的價(jià)格,優(yōu)良的光學(xué)性能和較短的響應(yīng)時(shí)間等諸多優(yōu)點(diǎn)成為有機(jī)電致變色材料中應(yīng)用最為廣泛的一種材料。本文采用電化學(xué)聚合的方法,制備了樟腦磺酸摻雜的聚苯胺薄膜,并且深入研究了不同聚合方式和聚合條件對(duì)其電致變色性能的影響,最終選用最佳的工藝參數(shù)制備聚苯胺薄膜并將其組裝成器件,測(cè)試了器件的相關(guān)性能。
　　實(shí)驗(yàn)采用循環(huán)伏安法確定了不同單體摩爾濃度配

2、比的鹽酸和樟腦磺酸摻雜的聚苯胺薄膜的電聚合參數(shù),使用恒電位法制備了不同濃度配比的兩種酸摻雜的薄膜,薄膜尺寸為10x30毫米,厚度約為10微米。對(duì)制備的薄膜進(jìn)行了SEM、FT-IR、XRD表征和TG測(cè)試,并研究了不同濃度配比的聚苯胺薄膜的透過率變化和循環(huán)穩(wěn)定性。SEM結(jié)果表明,隨著單體溶液中酸度的增加,薄膜的致密度增高;FT-IR光譜結(jié)果證明了樟腦磺酸已成功摻雜到聚苯胺中;XRD結(jié)果表明樟腦磺酸摻雜的聚苯胺薄膜的結(jié)晶性有所提高;TG曲線表

3、明了在使用溫度為室溫到300℃之間時(shí),樟腦磺酸摻雜的聚苯胺薄膜耐熱性能較好。濃度配比為2:1的樟腦磺酸摻雜聚苯胺薄膜透過率變化最大,循環(huán)穩(wěn)定性也較好。
　　分別采用恒電位法和恒電流法制備了不同沉積參數(shù)的濃度配比為2:1的樟腦磺酸摻雜聚苯胺薄膜。恒電位法制備薄膜時(shí),透過率變化隨著聚合電位的升高出現(xiàn)先增加后減低的變化趨勢(shì),在0.75V時(shí)透過率變化最大;恒電流法制備時(shí),透過率變化隨著聚合電流的升高而降低,在3mA時(shí)透過率變化最大。此時(shí)最

4、大透過率變化要略低于0.75V聚合電位下生成的聚苯胺薄膜,兩種方法制備的聚苯胺薄膜響應(yīng)時(shí)間相差不大。
　　在ITO玻璃上以0.75V聚合電位下制備的樟腦磺酸摻雜聚苯胺薄膜作為一側(cè)電極,另一側(cè)電極是旋涂PEDOT/PSS薄膜的ITO玻璃,凝膠電解質(zhì)為PMMA/PC/LiClO4,組裝成為電致變色器件。器件可以在脈沖激勵(lì)電壓下由無色變?yōu)樗{(lán)綠色,變色效果顯著;循環(huán)穩(wěn)定性由于磺酸根陰離子基團(tuán)的引入而得到提高;在可見光波段透過率變化也較高。