1.1.4导电聚合物的特性与应用[10,11]

导电聚合物不仅具有优良的导电性能，还具有良好的光热稳定性。随着电子、电器领域的高速发展，导电聚合物显得愈加重要，有关导电聚合物的开发及应用也在日益扩大。

   由于导电聚合物在室温下便具有较高的电导率，其比表面积和比重也明显优于其它材料，使其在防静电、电磁屏蔽以及太阳能电池和二次电池的电极材料方面都有广阔的应用前景。太阳能电场又叫光电池，种类繁多，常用的有硒光电池和硅光电池等，其中单晶硅光电池的加工工艺和技术是目前发展最成熟的，具有非常强的可靠性，其转换效率也比较高。在现阶段已实用化的光电池中，单晶硅光电池的转换效率已处于顶尖水平。有机光电池的转换效率虽然没有硅光电池高，但是其加工工艺简单，制作成本偏低。将二者结合起来，即得到有机-无机杂化光电池，这种新型电池不仅具有成本廉价、加工方便的优点，还具备优异的导电性能和光热稳定性。作为传统的电磁屏蔽材料，铜和铝箔虽然拥有很好的屏蔽效率，但其重量重，价格昂贵。导电聚合物的屏蔽效率不低于铜或者铝箔，并且成本更低、便于大面积生产，因此是传统电磁屏蔽材料的一种理想替代品。

由电化学聚合获得的导电聚合物，本质上讲，这类导电聚合物发生了可逆的氧化还原反应，且部分聚合物在反应过程中会产生颜色变化。因此，导电聚合物不仅可以用作电致变色显示材料和器件，还可用于研发军事伪装和隐身材料。

1.2 聚(3,4-二氧乙基噻吩)（PEDOT）的制备

1.2.1化学氧化聚合法[12]

化学氧化聚合法不需要复杂的设备，反应条件温和，且易于聚合，只需准备单体EDOT、氧化剂和掺杂剂，还有溶剂也是不可或缺的。化学氧化聚合属于逐步聚合，具体过程如下：

首先单体EDOT发生氧化反应，生产自由基阳离子（Ｐ+ ·），然后自由基阳离子再脱去两个质子，生成二聚体，二聚体再反生氧化反应，生成二聚体自由基阳离子，新生的自由基阳离子继续和单体自由基阳离子进行偶合反应，生成三聚体，以此类推，最后即可得到EDOT的聚合体PEDOT。反应过程为：

在众多的聚合方法中，利用FeC13或对甲苯磺酸铁（Fe(OT3)3）来聚合[13,14]是最经典的。这种方法聚合生成的PEDOT是黑色的，且不溶于水，其电导率可以达到550 S/cm。另一种方法是将EDOT溶解在聚苯乙烯磺酸（PSS）溶液中，在室温下即可发生反应并生产黑蓝色的PEDOT：PSS水溶液，待溶液干燥后即可获得PEDOT：PSS的聚合膜，该膜不仅具有高电导率和高机械强度，还不溶于任何溶剂。

1.2.2电化学聚合法

电聚合方法跟化学氧化聚合方法有很大的不同，分野在于电聚合需要相当复杂的设备，能耗较大。电化学聚合反应所需的引发力和驱动力均由电极电位提供，并且可以在电极表面直接获得PEDOT薄膜。显而易见，电聚合方法不太适合制备大数量、大面积的薄膜[15,16]，但此法可以直接在基底上镀膜，且易于改变膜厚和镀膜速率，方便制备高质量薄膜。式 (1-1)可以对电聚合薄膜的膜厚进行合理估算[17,20]，从式 (1-1) 可以看出影响EDOT聚合的因素包括聚合电量、电解质类别以及浓度等。

式中：L是PEDOT的膜厚(cm)，q为单位面积耗损的电量(C/cm2)，χ表示阴离子掺杂系数，MEDOT是EDOT的重均分子量(g/mol)，MA则表示掺杂阴离子的重均分子量(g/mol)，F是法拉第常数(C/mol)，d代表聚合物的密度(g/cm3)。