[發(fā)明專利]一種基于分子模板原理的PEDOT:PSS溶液及薄膜的制備方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710197633.X
• 申請(qǐng)日: 2017-03-29
• 公開（公告）號(hào): CN106928480B
• 公開（公告）日: 2019-10-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 孫寬;周永利;胡斡;李棟梁;任強(qiáng)強(qiáng);汪奎
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 重慶大學(xué)
• 主分類號(hào): C08J5/18
• 分類號(hào): C08J5/18;C08J3/03;C08G61/12;C08L65/00;C08L25/18
• 代理公司: 重慶大學(xué)專利中心 50201
• 代理人: 王翔

本發(fā)明公開了一種基于分子模板原理的PEDOT:PSS溶液及薄膜的制備方法，其特征在于：包括以下步驟1)配置五氧化二釩和純凈水和EDOT單體的混合物，常溫下攪拌，得到綠色溶液；2)與PSSH溶液混合，在混合溶液中加入堿(包括氫氧化鉀，氫氧化鈉，氫氧化鈣，氫氧化鋇)，攪拌得到藍(lán)色的混合液；3)將得到的混合液經(jīng)過離子交換樹脂處理去除離子，并離心處理不溶物，得到PEDOT:PSS分散液；4)分散液的甩膜：將樣品分散液和經(jīng)過清洗除殘?zhí)幚砗蟮牟ＡЩㄟ^勻膠機(jī)處理，得到均勻覆蓋樣品分散液的玻璃基片；5)透明電極熱處理：將制作好的玻璃基片，通過恒溫加熱處理后，自然冷卻至室溫得到透明電極。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及導(dǎo)電高分子材料領(lǐng)域，具體是一種基于分子模板原理的PEDOT:PSS溶液及薄膜的制備方法。

背景技術(shù)

光電器件如發(fā)光二極管、太陽能電池、觸摸屏、光探測(cè)器等是當(dāng)今社會(huì)必不可少的重要功能元器件。這些元器件中都無一例外的需要一張既透光有導(dǎo)電的薄膜作為其透明電極。

目前其大規(guī)模的應(yīng)用以及未來對(duì)可穿戴式設(shè)備的巨大需求，對(duì)透明電極材料提出了新的要求，如材料儲(chǔ)量豐富、價(jià)格低廉、具備可彎曲性或可拉伸性等。

近年來，導(dǎo)電聚合物的典型代表聚(3,4-亞乙二氧基噻吩)-聚(苯乙烯磺酸)(PEDOT:PSS)在透明電極領(lǐng)域受到了廣泛的關(guān)注，制備出的PEDOT:PSS薄膜具有高透明度和高機(jī)械柔性的特點(diǎn)，其方塊電阻一般高于100kΩ·sq-1，但對(duì)PEDOT:PSS進(jìn)行后處理可制得方塊電阻低于100Ω·sq-1的透明電極，其極佳的光電特性已經(jīng)使PEDOT:PSS成為導(dǎo)電聚合物的前沿研究領(lǐng)域。

但是PEDOT:PSS溶液的制備工藝主要被歐洲的Heraeus公司、Agfa公司以及日本的Nagase Chemtex公司所掌握，產(chǎn)品在華售價(jià)高昂，不便于大面積推廣。

為了突破技術(shù)封鎖，便于大規(guī)模工業(yè)生產(chǎn)，制備PEDOT:PSS的新方法的問題亟待解決。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是解決現(xiàn)有技術(shù)中，PEDOT:PSS溶液的制備工藝復(fù)雜、造價(jià)高等問題。

為實(shí)現(xiàn)本發(fā)明目的而采用的技術(shù)方案是這樣的，一種基于分子模板原理的PEDOT:PSS溶液及薄膜的制備方法，其特征在于，包括以下步驟：

1)EDOT的氧化聚合

1.1)將分子模板溶于水中后，在攪拌狀態(tài)下，滴加3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)，在20～30℃條件下攪拌2～7天，得到含有負(fù)載在分子模板上的PEDOT納米線的乳濁液；

所述EDOT和水的體積比范圍為(0.9～1.1)︰(89～91)；

所述EDOT和分子模板的體積重量比(mL︰g)范圍為(1.9～2.1)︰(6.9～7.1)；

1.2)將步驟1.1)中得到的乳濁液進(jìn)行離心超聲處理，得到原料A備用；

2)PEDOT和PSS的結(jié)合

2.1)將步驟1.2)中得到的原料A與表面活性劑聚對(duì)苯乙烯磺酸(PSSH)混合，攪拌至混合均勻，得到混合物A；

所述步驟1.1)中的PEDOT與PSSH的重量比范圍為(1︰1.1)～(1︰6)；

2.2)在混合物A中滴加堿性溶液或酸性溶液，在180～200rpm下攪拌4～5h，得到含PEDOT:PSS的混合液；

所述混合物A與堿性溶液或酸性溶液的體積比范圍為(2.9～3.1)︰(0.23～0.24)；

3)混合液中離子的去除

將步驟2.2)中得到的含PEDOT:PSS的混合液通過離子交換樹脂去除離子，離心去除不溶物，得到PEDOT分散液；