【摘 要】
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导电聚合物薄膜因其比表面积大、电子迁移率高、气体易脱嵌等特点,使其在化学传感器的研究与应用备受关注。导电聚合物薄膜分子长程有序化是实现高性能有机电子学的有效方法之一。本文通过在气-液界面构筑聚合反应模板为聚合与组装提供相对封闭的环境制备,结构与性能可调的薄膜,用于气敏检测。利用FTIR、Raman、XRD、TEM、四探针电导率测试仪和气敏检测分析系统等对薄膜的结构与性能进行表征分析,探讨界面模板诱
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导电聚合物薄膜因其比表面积大、电子迁移率高、气体易脱嵌等特点,使其在化学传感器的研究与应用备受关注。导电聚合物薄膜分子长程有序化是实现高性能有机电子学的有效方法之一。本文通过在气-液界面构筑聚合反应模板为聚合与组装提供相对封闭的环境制备,结构与性能可调的薄膜,用于气敏检测。利用FTIR、Raman、XRD、TEM、四探针电导率测试仪和气敏检测分析系统等对薄膜的结构与性能进行表征分析,探讨界面模板诱导聚合及薄膜组装机理,研究导电聚合物分子链、聚集态、微观形貌等结构对导电性与NH3气敏性的影响,探讨制备过程因素与聚苯胺（PANI）、聚吡咯（PPy）、聚噻吩（PTh）薄膜的结构与性能的关系。研究结果表明:（1）表面活性剂通过氯仿固定作用而稳定在气-液界面形成模板,可诱导苯胺在界面处进行化学氧化聚合并组装获得PANI薄膜。该薄膜结晶度受反应时间影响,反应72小时获得的PANI薄膜表现良好结晶性,其电导率为0.96 S/cm,气体响应的最高灵敏度达59.33,平均灵敏度达31.06,响应时间26s,气敏性能优异。（2）构筑界面模板聚合与组装制备PPy薄膜,探讨薄膜结构、导电性和气敏性之间的关系。PPy分子链存在吡咯环单/双键交替结构,随着氧化剂/单体浓度比（O/M）增加,网状结构微观形貌明显,且结晶度也随之增大,当O/M=1时,电导率最佳为0.40 S/cm,最大灵敏度与平均灵敏度分别为9.97和4.64,满足气敏检测应用。（3）通过类似上述PANI、PPy薄膜制备的方法获得PTh薄膜,表面活性剂对PTh薄膜结构与性能存在影响,十二烷基苯磺酸钠作为表面活性剂制得的PTh薄膜,其电导率为2.26ⅹ10-3S/cm。在气敏性方面,十二烷基苯磺酸钠制备的PTh薄膜的平均灵敏度可达72,响应时间为9 s,气敏性能佳,实现结构聚集态可调的PTh气敏薄膜制备。综合上述,通过界面法实现导电聚合物聚合与薄膜组装模板的构筑,制备了二维导电聚合物薄膜,反应时间、氧化剂/单体浓度比和表面活性剂等因素的调节可实现薄膜结构与性能可调,为导电聚合物薄膜的制备及其气敏性能研究提供理论和实验基础。
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