Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．１·８·０化 工 新 型 材 料
ＮＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ第４１卷第１期
２０１３年１月
化学氧化聚合法制备聚噻吩及其表征
韩永刚 王海燕＊ 陈瑞灿 张家朝 叶方德 刘 伟
（）郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室，郑州４５００５２
摘 要 在不同温度、浓度、反应时间下通过化学氧化聚合制备不同的聚噻吩样品。用扫描电镜对样品形貌进行了表征，分析不同反应时间、不同试剂浓度下样品的形貌。再通过Ｒ分光光度计等技术进行表征。结果表ａｍａｎ光谱，ＸＲＤ，明，不同的制备条件影响到聚噻吩的形貌及性能，温度的不同对形貌影响较大。通过对吸收光谱的研究可知，随着反应温度的增加，吸收峰值在变大，但光谱吸收范围在变小。浓度对样品的颜色及合成效率都有影响，反应时间超过某一数值时就不再影响聚噻吩的合成。
关键词 聚噻吩，化学聚合，导电性能，吸收光谱
Ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｖｅｏｌｍｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄ ｐｙ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｎｏｌｔｈｉｏｈｅｎｅ ｇｐｙｐ
ＪｉａｃｈａｏｅＦａｎｄｅｉｕ ＷｅｉＨａｉａｎ ＣｈｅｎＲｕｉｃａｎｈａｎＨａｎＹｏｎａｎａｎ Ｙ Ｌ Ｚ Ｗｇｙｇｇｇｇｇ
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，）Ｚｈｅｎｚｈｏｕ４５００５２ＺｈｅｎｚｈｏｕＵｎｉｖｅｒｓｉｔ ｇｇｙ
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，ｏｆｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｂｕｔｔｈｅａｂｓｏｒｔｉｏｎａｎｌｅｗａｓｄｅｃｒｅａｓｅｄ．Ｔｈｅｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎｈａｄｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｃｏｌｏｒａｎｄｔｈｅ ｐｐｇｏｆｔｈｅｓａｍｌｅ．Ｔｈｅｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｄｏｎｅｎｏｔａｆｆｅｃｔｏｎｔｈｅｏｌｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｉｏｈｅｎｅａｓｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅｅｘｅｆｆｉｃｉｅｎｃｃｏｍｂｉｎｉｎ－ ｐｐｙｐｙｇ ｃｅｅｄｅｄａｃｅｒｔａｉｎｎｕｍｅｒｉｃａｌｖａｌｕｅ．
，，，Ｋｅｗｏｒｄｓｏｌｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔａｂｓｏｒｔｉｏｎｓｅｃｔｒｏｍｅｔｒｏｌｔｈｉｏｈｅｎｅｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｐ ｐｙｙｙｐｐｙｙｐｙ
而且具有比 聚噻吩及其衍生物不仅具有优异的电性能，
聚苯胺优异的加工性。三氧化二铝、二氧化钛、氧化锌等无机材料都已被用来与聚噻吩进行复合。由于聚噻吩的特性，考
１］
。聚噻吩及其衍生物可虑其在有机太阳能电池方面的应用［
，然后用去离子水验仪器在实验前后均倒入稀盐酸静置１０ｍｉｎ清洗。
样品测试中，扫描电子显微镜测试使用Ｊ７００场发射ＥＭ－；扫描电镜（日本Ｊ拉曼光谱表征使用ＲＥＯＬ公司）ＥＮ－，英国Ｒ激ＩＳＨＡＷＲＭ２０００显微拉曼光谱仪（ｅｎｉｓｈａｍ公司）功率为２光波长为５５Ｗ；ＸＲＤ采用荷兰帕纳特公司的３２ｎｍ，３１５０型ＩＲ－ＶＩＳＡＲＬ型号Ｘ射线衍射仪；ＵＶ－－ＵＶ分光光度计。
因噻吩单体分子结构的独特性，当在催化剂无水氯化铁的作用下发生聚合反应时，噻吩单体之间就会有３种连接方式，一种是与Ｓ相近的２个Ｃ发生连接，第二种是与Ｓ邻近的与Ｓ远离的连接，第三种则是远离Ｓ的２个Ｃ发生连接。制备条件的不同必然会影响聚合物的分子结构，从而影响聚噻吩的性能。理论上第一种连接方式会增加聚噻吩的导电性。
将一定量的无水氯化铁加入到含有１００ｍＬ氯仿的烧杯中，搅拌约３然后将含有００ｍｉｎ得到暗绿色浑浊液，．１２ｍｏＬ的无水氯化铁和噻吩的物质的５０ｍＬ氯仿溶液逐滴滴入体系中，
易于制备，有很好的环境热稳定性，掺杂后具有很高的溶解、
２］
。聚噻吩已成为人们设计新型导电性，因此有广泛的用途［
导电聚合物最有前景的基体之一，且各类聚噻吩衍生物的应用广泛，在材料科学领域备受关注。到目前为止，主要的制备
３］
方法有电化学聚合［和化学聚合，另外还有气象沉积法、激光４］５］６］
、、微波辐射法［微乳液制备法［等一些特殊的制促进合成［
备方法
［７］
。本研究主要是在不同条件下制备聚噻吩，并对其
进行表征及性能分析，为进一步探讨它的光伏性能及在电池中的应用。
１ 实验部分
氯仿、盐酸、无水氯化铁、噻吩、乙腈等药品均为分析纯，且未进一步提纯，配制溶液和洗涤过程中均用去离子水。实
）基金项目：河南省科技厅攻关项目基金（０８２１０２２３００１０，作者简介：韩永刚（男，硕士。１９８６－）联系人：王海燕，教授。
Ｖｏｌ．４１Ｎｏ．１·８·０化 工 新 型 材 料
ＮＥＷ ＣＨＥＭＩＣＡＬ ＭＡＴＥＲＩＡＬＳ第４１卷第１期
２０１３年１月
化学氧化聚合法制备聚噻吩及其表征
韩永刚 王海燕＊ 陈瑞灿 张家朝 叶方德 刘 伟
（）郑州大学物理工程学院材料物理教育部重点实验室，郑州４５００５２
摘 要 在不同温度、浓度、反应时间下通过化学氧化聚合制备不同的聚噻吩样品。用扫描电镜对样品形貌进行了表征，分析不同反应时间、不同试剂浓度下样品的形貌。再通过Ｒ分光光度计等技术进行表征。结果表ａｍａｎ光谱，ＸＲＤ，明，不同的制备条件影响到聚噻吩的形貌及性能，温度的不同对形貌影响较大。通过对吸收光谱的研究可知，随着反应温度的增加，吸收峰值在变大，但光谱吸收范围在变小。浓度对样品的颜色及合成效率都有影响，反应时间超过某一数值时就不再影响聚噻吩的合成。
关键词 聚噻吩，化学聚合，导电性能，吸收光谱
Ｔｈｅｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｖｅｏｌｍｅｒｉｚａｔｉｏｎａｎｄ ｐｙ
ｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｃｏｎｄｕｃｔｉｎｏｌｔｈｉｏｈｅｎｅ ｇｐｙｐ
ＪｉａｃｈａｏｅＦａｎｄｅｉｕ ＷｅｉＨａｉａｎ ＣｈｅｎＲｕｉｃａｎｈａｎＨａｎＹｏｎａｎａｎ Ｙ Ｌ Ｚ Ｗｇｙｇｇｇｇｇ
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，Ａｂｓｔｒａｃｔｏｌｍｅｒｉｚａｔｉｏｎａｔｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｒｅａｒｅｄｂｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｖｅｏｌｔｈｉｏｈｅｎｅｓｗｅｒｅｉｆｆｅｒｅｎｔ Ｄｐｙｐｐｐｙｐｙｐ ｃｏｎｃｅｎｔｒａｔｉｏｎａｎｄｒｅａｃｔｉｏｎｔｉｍｅ．Ｔｈｅｆｏｒｍａｎｄｓｔｒｕｃｔｕｒｅｏｆｔｈｅｍ ｗｅｒｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚｅｄｂｍｅａｎｓｏｆＸＲＤ，ＲａｍａｎａｎｄＵＶｖｉｓ －ｙ ，ｒｅａｒａｔｉｏｎｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓｈａｖｅｂｅｅｎｅｆｆｅｃｔｅｄｏｎｔｈｅｍｏｒｈｏｌｏｉｃａｌｆｏｒｍｓｓｅｃｔｒｏｓｃｏ．ｔｈｅｒｅｓｕｌｔｓｓｈｏｗｅｄｔｈａｔｔｈｅｄｉｆｆｅｒｅｎｔ ｐｐｐｇｐｐｙａｎｄｅｒｆｏｒｍａｎｃｅｏｆｔｈｅｏｌｔｈｉｏｈｅｎｅｓ．Ｄｉｆｆｅｒｅｎｔｔｅｍｅｒａｔｕｒｅｈａｄｒｅａｔｉｎｆｌｕｅｎｃｅｏｎｔｈｅｃｈａｒａｃｔｅｒｉｚａｔｉｏｎｏｆｔｈｅｏｌｔｈｉｏ－ ｐｐｙｐｐｇｐｙｈｅｎｅ．Ｉｔｉｓｋｎｏｗｎｆｒｏｍｔｈｅａｂｓｏｒｔｉｏｎｓｅｃｔｒｕｍｒｅｓｅａｒｃｈｔｈａｔｔｈｅａｂｓｏｒｔｉｏｎｅａｋｖａｌｕｅｗａｓｅｎｌａｒｅｄａｓｔｈｅｅｎｈａｎｃｅｍｅｎｔ ｐｐｐｐｐｇ
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，，，Ｋｅｗｏｒｄｓｏｌｍｅｒｉｚａｔｉｏｎｅｌｅｃｔｒｉｃｉｔｃｏｎｄｕｃｔｉｖｉｔａｂｓｏｒｔｉｏｎｓｅｃｔｒｏｍｅｔｒｏｌｔｈｉｏｈｅｎｅｃｈｅｍｉｃａｌｏｘｉｄａｔｉｖｅ ｐ ｐｙｙｙｐｐｙｙｐｙ
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聚苯胺优异的加工性。三氧化二铝、二氧化钛、氧化锌等无机材料都已被用来与聚噻吩进行复合。由于聚噻吩的特性，考
１］
。聚噻吩及其衍生物可虑其在有机太阳能电池方面的应用［
，然后用去离子水验仪器在实验前后均倒入稀盐酸静置１０ｍｉｎ清洗。
样品测试中，扫描电子显微镜测试使用Ｊ７００场发射ＥＭ－；扫描电镜（日本Ｊ拉曼光谱表征使用ＲＥＯＬ公司）ＥＮ－，英国Ｒ激ＩＳＨＡＷＲＭ２０００显微拉曼光谱仪（ｅｎｉｓｈａｍ公司）功率为２光波长为５５Ｗ；ＸＲＤ采用荷兰帕纳特公司的３２ｎｍ，３１５０型ＩＲ－ＶＩＳＡＲＬ型号Ｘ射线衍射仪；ＵＶ－－ＵＶ分光光度计。
因噻吩单体分子结构的独特性，当在催化剂无水氯化铁的作用下发生聚合反应时，噻吩单体之间就会有３种连接方式，一种是与Ｓ相近的２个Ｃ发生连接，第二种是与Ｓ邻近的与Ｓ远离的连接，第三种则是远离Ｓ的２个Ｃ发生连接。制备条件的不同必然会影响聚合物的分子结构，从而影响聚噻吩的性能。理论上第一种连接方式会增加聚噻吩的导电性。
将一定量的无水氯化铁加入到含有１００ｍＬ氯仿的烧杯中，搅拌约３然后将含有００ｍｉｎ得到暗绿色浑浊液，．１２ｍｏＬ的无水氯化铁和噻吩的物质的５０ｍＬ氯仿溶液逐滴滴入体系中，
易于制备，有很好的环境热稳定性，掺杂后具有很高的溶解、
２］
。聚噻吩已成为人们设计新型导电性，因此有广泛的用途［
导电聚合物最有前景的基体之一，且各类聚噻吩衍生物的应用广泛，在材料科学领域备受关注。到目前为止，主要的制备
３］
方法有电化学聚合［和化学聚合，另外还有气象沉积法、激光４］５］６］
、、微波辐射法［微乳液制备法［等一些特殊的制促进合成［
备方法
［７］
。本研究主要是在不同条件下制备聚噻吩，并对其
进行表征及性能分析，为进一步探讨它的光伏性能及在电池中的应用。
１ 实验部分
氯仿、盐酸、无水氯化铁、噻吩、乙腈等药品均为分析纯，且未进一步提纯，配制溶液和洗涤过程中均用去离子水。实
）基金项目：河南省科技厅攻关项目基金（０８２１０２２３００１０，作者简介：韩永刚（男，硕士。１９８６－）联系人：王海燕，教授。