反向胶束法制备PEDOT纳米粒子气体敏感性的研究.pdf

多华靖等：反向胶束法制备PEDOT纳米粒子气体敏感性的研究 反向胶束法制备PEDOT纳米粒子气体敏感性的研究。 郑华靖，徐建华，蒋亚东，杨亚杰 (电子科技大学光电信息学院电子薄膜与集成器件国家重点实验室，四川成都610054) 摘要： 通过用紫外一可见一近红外光谱、X射线光电 子能谱及透射电镜等手段对采用反向胶束合成法，以 二乙基磺基琥珀酸钠(AOT)形成的反胶束为模板制 备出的导电聚合物聚3，4乙烯二氧噻吩(PEDOT)纳 3，4 米粒子对HCI气体敏感性进行研究。沉积有纳米粒 液缓慢注入AoT溶液中并磁力搅拌，再将0．459 子的QCM器件对2．0×10-5气体响应时间为20s，具 乙烯二氧噻吩(EDOT，购于德国拜耳公司，黄色溶液) 有较好的响应恢复特性，能够有效探测低浓度(5× 单体加入混合溶液中并搅拌，溶液颜色由黄色逐步变 10-6)气体，气敏特性明显优于普通PEDOT粒子。为黑色，表明EDOT发生聚合。聚合反应持续12h 关键词： PED()T；导电聚合物；反向胶束；纳米粒子；后，分离清液及沉淀物，将黑色沉淀物用乙醇和去离子 气敏性能 水清洗至少3次，是先在无水乙醇中超声(每次5 中图分类号：0647．2 文献标识码：A 文章编号：i001—9731(2010)02—0331-04 子的制备采用油／水化学聚合制备，得到蓝黑色导电聚 1 引 言 合物粒子。 2．2 导电聚合物f1~31是20世纪70年代发展起来的一PEDOT纳米粒子测试样品制备 个研究领域，其纳米粒子具有规整的形貌，较大的表面 将分离的聚合物粒子用压片机压成5mm圆片后 积，在催化、分离、药物释放和传感器等领域均具有潜 采用四探针仪测量其电导率值。气敏性能分析前，先 在的用途，因其诱人的应用前景受到广泛重视。导电 将聚合物粒子分散于乙醇并超声处理15min，然后用 聚合物聚3，4乙烯二氧噻吩(PEDoT)具有高的电导 率，优良的稳定性，对氯化氢以及部分氧化性气体具有 负载量是一样的，将适当溶液滴于石英晶体微天平电 较好的敏感特性L4~6J。目前，有关PEDOT纳米粒子极上，待溶剂挥发后进行测量，或采用旋涂的方法将含 的制备已有少量的报道，Ichinohe[73等报道了采用反向有纳米粒子的溶液旋涂于QCM电极表面，待溶剂挥 胶束法合成导电聚苯胺，但采用反向胶束法来制备 发后进行测试。 PEDOT纳米粒子并研究其气敏性能未见报道。本文2．3结构和性质表征及测试方式 工作主要集中于反向胶束法合成PEDOT纳米粒子及 其表征，研究了纳米粒子的电学、气体敏感性能，并对 莱伯泰科有限公司)测试其纳米粒子光谱表。TEM采 相应的机理进行了讨论。通过石英晶体微天平 (QCM)测量其气体敏感性能，其工作原理是以石英晶 体表面敏感薄膜为敏感元件，以石英晶体为换能元件， 公司)测试，真空度为3×10叫oPa，单色AI射线源。 利用石英晶体的压电效应和阻抗效应，将待测物质的 气敏测试元件为石英晶体微天平，在石英晶振表 浓度信号转换成频率信号输出，从而实现浓度检测的 面涂敷1层由PEDOT纳米粒子形成的敏感膜，当敏 仪器。 感膜吸附待测气体时，薄膜质量发生变化，从而引起石 英晶振固有频率的变化，从而把待测气体的浓度信号 2实验 转换为频率信号。通过检测石英晶体频率的变化值， 2．1 PEDoT纳米粒子的制备