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电子束辐射接枝法制备纳米TiO2-3,4-二氧乙烯基噻吩复合薄膜及其电化学性能

2021-12-31宋晓芳杨金玉赵媛王亚洋刘东亮饶璐李月生

辐射研究与辐射工艺学报 2021年6期

宋晓芳 杨金玉 赵媛 王亚洋 刘东亮 饶璐 李月生

1(武汉科技大学化学与化工学院 武汉 430074)

2(湖北科技学院辐射化学与功能材料湖北省重点实验室 咸宁 437000)

3(湖北科技学院药学院 咸宁 437000)

4(咸宁市高新水凝胶敷料产业技术研究院 咸宁 437000)

导电材料因具有较好的应用前景而受到了广泛关注[1-3]。进入21世纪后,各种精密仪器的发明与制造,对材料的导电能力方面也有了新的要求。与传统的金属等导电材料相比,导电高分子材料具有易成型、质量轻、耐腐蚀性强、电导率较高和可逆氧化还原性等特点[4-6]。常用的导电高分子材料有乙炔类、吡咯类、苯胺类、噻吩类等[7-8]。与其他类导电聚合物相比,噻吩类导电聚合物导电率更高,且在氧化状态和120 ℃高温条件下能够保持1 000 h基本稳定不变[9-10];同时,在氧化状态下,聚3,4-乙烯基二氧噻吩(PEDOT)薄层几乎透明,是其在电子器件方面得到广泛应用的重要因素之一[11]。

纳米TiO2作为一种常用的纳米材料,当TiO2受到能量大于或等于其带隙的能量激发时,处于价带上的电子受激发跃迁到导带,产生自由电子和空穴对,从而具有一定的导电能力。但由于TiO2半导体的禁带(即价带VB与导带CB的距离)能级较宽(Eg=3.2 eV)[12-14],导带与价带为-0.29~2.91 eV。为了增强其导电能力,我们寻找了另外一种导电物质对其进行改性。EDOT 的导带到价带:1.8 eV~3.0 eV,禁带宽度为1.2 eV[15-16]。接枝EDOT 后预期能形成一个电子的传递从PEDOT 的价带先传导到TiO2价带,然后传导到PEDOT 的导带,再传送到TiO2导带的复合薄膜,使电子传递变得更加简单,从而提升复合物的导电性能。……

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