导电高分子材料
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11
什么是导电高分子的掺杂呢？
纯净的导电聚合物本身并不导电，必须经过掺 杂才具备导电性
掺杂是将部分电子从聚合物分子链中迁移出来 从而使得电导率由绝缘体级别跃迁至导体级别 的一种处理过程
导电聚合物的掺杂与无机半导体的掺杂完全不 同
导电高分子的掺杂与无机半导体的掺杂的对比
目前掺杂的方式主要有两种 ：
氧化还原掺杂 ：可通过化学或电化学手段来实现 。化学 掺杂会受到磁场的影响
遗憾的是目前为止还没有发现外加磁场对聚合物的室温电 导率有明显的影响
质子酸掺杂 ：一般通过化学反应来完成，近年发现也可 通过光诱导施放质子的方法来完成
还有掺杂—脱掺杂—再掺杂的反复处理方法，这种掺杂方 法可以得到比一般方法更高的电导率和聚合物稳定性
6
导电机理与结构特征
④π价电子 两个成键原子中p电子相互重叠后产生 π键，构成π键的电子称为π价电子。当π电子孤立 存在时这种电子具有有限离域性，电子在两个原 子之间可以在较大范围内移动。当两个π键通过一 个σ键连接时，π电子可以在两个π键之间移动，这 种分子结构称为共轭π键。
7
导电机理与结构特征
利用导电高分子与金属线圈当电极，半导体高分子在中间，当两电 极接上电源时，半导体高分子将会开始发光。比传统的灯泡更节省能源 而且产生较少的热，具体应用包括平面电视机屏幕、交通信息标志等。
导电高分子材料的应用
半导体特性的应用－太阳能电池
导电高分子可制成太阳电池，结 构与发光二极管相近，但机制却相反 ，它是将光能转换成电能。 优势在于 廉价的制备成本，迅速的制备工艺， 具有塑料的拉伸性、弹性和柔韧性 。
导电高分子材料的应用
导体特性的应用
抗静电 理想的电磁屏蔽材料，可以应用在计算机、电视机、起搏器等 电磁波遮蔽涂布 能够吸收微波，因此可以做隐身飞机的涂料 防蚀涂料 能够防腐蚀，可以用在火箭、船舶、石油管道等
导电高分子材料的应用
电化学掺杂/去掺杂之可逆性的应用－电变色组件
共轭高分子在电化学氧化还原时都会产生变色现象。电变色 性在汽车防眩后视镜、光信息储存组件、太阳眼镜、军事用途护 目镜、飞机驾驶舱遮篷及智能窗等可控制电变色性质的应用上具 有极大的发展潜力。
16
聚合物的掺杂过程直接影响导电聚 合物导电能力，掺杂方法和条件的 不同直接影响到导电聚合物的物理 化学性能
电子导电聚合物的性质
总之，所有以上掺杂的目的都是为了在材料中的 空轨道中加入电子，或从占有轨道中拉出电子， 进而改变现有π电子能带的能级，出现能量居中 的半充满能带，减小能带间的能量差，在产生大 量载流子的同时使自由电子或空穴迁移时的阻碍 减小。
掺杂过程及掺杂剂
p-型掺杂：在高分子材料中加入氧化剂，在
其价带中除掉一个电子形成半充满能带（产
生空穴）。由于与氧化反应过程类似，也称
为氧化型掺杂。 p-型掺杂剂均为氧化剂。如
掺 杂
FeCl3,作为电子受体。
方
法
n-型掺杂：在高分子材料中加入还原剂，在其
导带中加入一个电子形成半充满能带（产生自
由电子），过程与还原反应过程类似，称为还
所有已知的电子导电型高分子材料的共同结构特 征为分子内具有非常大的共轭π电子体系，具有跨 键移动能力的π价电子成为这一类高分子材料的唯 一载流子。
例如聚乙炔，聚芳香烃和芳香杂环。
导电机理与结构特征
常见电子导电高分子材料的分子结构：
聚乙炔
聚苯
H
H
H
N
N
N
N
N
N
聚吡咯
H
H
H
S
S
S
S
S
S
聚噻吩
N
N
N
导电高分子材料的应用
电化学掺杂/去掺杂之可逆性的应用－可反复充放电电池
导电高分子电极与对应电极及电解 质构成一个蓄有电能的电池，若加电场 而掺杂充电，加负载而去掺杂放电，该 充电/放电过程为可逆反应。具有价廉、 能量密度高、循环寿命长、和低自身放 电等优点。
导电高分子材料的应用
电化学掺杂/去掺杂之可逆性的应用－气体检测器
5
导电机理与结构特征
在有机化合物中电子以下面四种形式存在：
①内层电子 这种电子一般处在紧靠原子核的原子内层， 受到原子核的强力束缚，一般不参与化学反应，在正常电 场作用下也没有移动能力。 ②σ价电子 能够参与化学反应，并在化学键形成中起关键 作用的是外层电子，包括价电子和非成键电子。 ③n电子 这种电子被称为非成键外层电子，通常与杂原子 (O、N、S、P等)结合在一起，在化学反应中具有重要意义。 当孤立存在时n电子没有离域性，对导电能力贡献也很小。
掺杂率对导电高分子材料导电能力的影响
掺杂率小时，电导率随着掺 杂率的增加而迅速增加；当达到一 定值后，随掺杂率增加的变化电导 率变化很小，此时为饱和掺杂率。
高分子材料导电能力的影响因素
温度对导电高分子材料导电能力的影响
金属材料和复合导电型聚合物的 温度系数是正值，即温度越高，电导 率越低，电阻率增大，属于正温度系 数效应。而以聚乙炔为代表的电子导 电聚合物其电阻率随着温度的升高而 下降，属于负温度系数效应：即随着 温度的升高，电阻率减小，电导率增 加。
离子导电高分子材料，通常又叫高分子固体电解质， 它们导电时的载流子主要是离子，例如：聚环氧乙烷 、聚丁二酸乙二醇酯及聚乙二醇亚胺等。
氧化还原导电高分子材料
4
电子导电聚合物的导电机理与结构特征
定义：载流子是自由电子或空穴的导电聚合物
是电子导电聚合物
结构特征：分子内有大的线性共轭π体系，给
载流子-自由电子提供利于迁移的条件
28
电子导电聚合物制备方法
电化学法制备导电聚合物的化学反应机理：
电化学聚合反应属于氧化偶合反应。一般认为， 反应的第一步是电极从芳香族单体上夺取一个电 子，使其氧化成为阳离子；生成的阳离子之间发 生加成性偶合反应，再脱去两个质子，成为比单 体更易于氧化的二聚物。留在阳极附近的二聚物 继续被电极氧化继续其链式偶合反应，直到生成 长链的聚吡咯并沉积在阳极表面。
导电高分子材料
导电高分子
一 、导电高分子分类 二、导电机理与结构特征 三 、导电能力的影响因素 四、 电子导电聚合物的制备方法 五、导电高分子的应用
导电高分子的分类
复合型导电高分子材料：有普通的高分子结
构材料与金属或碳等导电材料，通过分散，
层合，梯度聚合，表面镀层等复合方式构成，
导
其导电作用主要通过其中的导电材料来完成。
检测的气体包括氧化性气体与还原性气体，氧化性气体在高分子 薄膜内将导电高分子氧化，形成阴离子掺杂，增加导电度；还原性气 体在高分子薄膜内则会将导电高分子还原，形成阳离子掺杂，降低导 电度。因为其对电信号的变化非常敏感，因此可以用做检测器。
总结
导电高分子材料的优越性
具有半导体及导体双重特性，可低温加工、可大面积化、具有塑 料的拉伸性、弹性和柔韧性等，所以制作成本低，组件特性优越，对 未来电子及信息工业将产生巨大影响。
共轭聚合物的几种合成路线
24
电子导电聚合物制备方法
直接法：利用某些单体直接通过聚合反应生 成具有线型共轭结构的高分子。 如：环己烯的线性共轭聚合
Ziegler 催化剂
n
O O O Ziegler 催化剂
OOO
25
采用直接聚合法虽然比较简便，但是由于生成 的聚合物溶解度差，在反应中多以沉淀的方式 退出聚合反应，难以得到高分子量的聚合物。
导电高分子材料面临的挑战
综合电学性能与铜相比还有差距，理论上还沿用无机半导体理论 和掺杂概念；导电聚合物的自构筑、自组装分子器件的研究也存在很 多问题；加工性能和力学性能以及稳定性上也需要改进。
汇报完毕！谢谢！
高分子材料导电能力的影响因素
共轭链长度对导电高分子材料导电能力的影响
电导率，S/m
1.00E+03 1.00E+01 1.00E-01 1.00E-03 1.00E-05 1.00E-07 1.00E-09
0
20
40
60
80
0
120
聚乙炔的共轭度（掺碘率3.5 ％，室温测试）
聚合物内的价电子更倾向于沿着线型共轭的分子内部移动，因此共轭 链越长，越有利于自由电子沿着分子共轭链移动，电导率也就越大。
18
电子导电聚合物的性质
各种掺杂聚乙炔的导电性能
电子导电聚合物的性质
电子导电聚合物的性能与应用
导电能力
缺点
非掺杂 半导体
电导率低
掺杂后 可超过碳黑 化学稳定性差
其次，导电聚合物溶解性差，有一定的加工难度
应用：抗静电材料、屏蔽材料、二次电池电极 材 料 材料、微波材料等
20
高分子材料导电能力的影响因素
电子导电聚合物制备方法
间接法：间接法合成是首先合成溶解和加工性能较
好的共轭聚合物前驱体，然后利用消除等反应在聚 合物主链上生成共轭结构。 如：以聚丙烯腈制备碳纤维
300oC
N Nn
700oC
N Nn
N Nn
27
电子导电聚合物制备方法
电化学聚合法：采用电极电位作为聚合反应的引发 和反应驱动力，在电极表面进行聚合反应并直接生 成导电聚合物膜。 反应完成后，生成的导电聚合物膜已经被反应时采 用的电极电位所氧化，即同时完成了掺杂过程；这 里所指的掺杂过程只是使导电聚合物的荷电情况发 生了变化，改变了分子轨道的占有情况，而并没有 加入第二种物质。
原型掺杂。 n-型掺杂剂均为还原剂，如碱金属，
作为电子给体。
15
掺杂的作用
p-型掺杂时：掺杂剂从聚合物的π成键轨道中 拉走一个电子，使其呈现半充满状态，该分 子轨道能量升高，更接近导带能量。
n-型掺杂时：掺杂剂将电子加入聚合物的π空 轨道中，同样形成半充满状态，其分子轨道能 量下降，向价带能量靠近。 结果是能带间的能量差减小，电子的移动阻力降低，使 线性共轭导电聚合物的导电性能从半导体进入类金属导 电范围。
电
聚
合
物
结构型导电高分子材料：其高分子本身具备传 输电荷的能力
3
结构型导电高分子材料根据载流子的属性和
导电形式划分为：
电子导电高分子材料，指的是以共轭高分子为结构主 体的导电高分子材料，导电时的载流子主要是电子（ 或空穴）。如 : 共轭聚合物乙炔、金属螯合型聚合物 聚酞菁铜及高分子电荷转移合物。
H
H
H
聚苯胺
聚苯乙炔
9
导电机理与结构特征
π电子虽具有离域能力，但它并不是自由 电子。因为电子若要在共轭π电子体系中自由 移动，首先要克服价带与导带之间的能级差。
因此，这一能级差的大小决定了共轭性 聚合物的导电能力的高低。
10
导电机理与结构特征
而减小能级差，改变能带中电子的占有状况，提 高导电高分子材料导电能力。 实现这一目标的首要手段之一就是“掺杂”。
29
机理
RH2 2RH2+
- e-
RH2+
Epa
自由基偶合
生成自由基 RH—RH
RH—RH -2H+
- e-
[RH—RH]+
Epa
[RH—R—RH]
RH2+
[RH—RH—RH2]2+
继续生成自由基，脱氢重复，增长高分子链。
30
世界上第一种导电聚合物：掺杂聚乙炔
1977年，美国化学家MacDiarmid，物理学家 Heeger和日本化学家Shirakawa首次发现掺杂碘 的聚乙炔具有金属的特性 。并因此获得2000年诺 贝尔化学奖
电子导电聚合物制备方法
电子导电聚合物是由线性大共轭结构组成的，
因此导电高分子材料的制备研究就是围绕着如
何通过化学反应形成这种共轭结构开展。
单体化合物
直 接合成?
加聚反 应 缩聚反 应
共轭聚合物
消除反 应
间接合成法
加成反 应
单体化合物
加聚反 应
异构化反 应
缩聚反 应 前 体聚合物
电化学 聚合法
单体化合物
使用Ziggler—Natta催化剂AlEt3/Ti(OBu)4,Ti的浓 度为3mmol/L，Al/Ti约为3—4。催化剂溶于甲苯 中，冷却到-78度,通入乙炔，可在溶液表面生成 顺式的聚乙炔薄膜。掺杂后电导率达到105S/cm 量级
导电高分子材料的应用－半导体/导体/可逆掺杂
半导体特性的应用－发光二极管
什么是导电高分子的掺杂呢？
纯净的导电聚合物本身并不导电，必须经过掺 杂才具备导电性
掺杂是将部分电子从聚合物分子链中迁移出来 从而使得电导率由绝缘体级别跃迁至导体级别 的一种处理过程
导电聚合物的掺杂与无机半导体的掺杂完全不 同
导电高分子的掺杂与无机半导体的掺杂的对比
目前掺杂的方式主要有两种 ：
氧化还原掺杂 ：可通过化学或电化学手段来实现 。化学 掺杂会受到磁场的影响
遗憾的是目前为止还没有发现外加磁场对聚合物的室温电 导率有明显的影响
质子酸掺杂 ：一般通过化学反应来完成，近年发现也可 通过光诱导施放质子的方法来完成
还有掺杂—脱掺杂—再掺杂的反复处理方法，这种掺杂方 法可以得到比一般方法更高的电导率和聚合物稳定性
6
导电机理与结构特征
④π价电子 两个成键原子中p电子相互重叠后产生 π键，构成π键的电子称为π价电子。当π电子孤立 存在时这种电子具有有限离域性，电子在两个原 子之间可以在较大范围内移动。当两个π键通过一 个σ键连接时，π电子可以在两个π键之间移动，这 种分子结构称为共轭π键。
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导电机理与结构特征
利用导电高分子与金属线圈当电极，半导体高分子在中间，当两电 极接上电源时，半导体高分子将会开始发光。比传统的灯泡更节省能源 而且产生较少的热，具体应用包括平面电视机屏幕、交通信息标志等。
导电高分子材料的应用
半导体特性的应用－太阳能电池
导电高分子可制成太阳电池，结 构与发光二极管相近，但机制却相反 ，它是将光能转换成电能。 优势在于 廉价的制备成本，迅速的制备工艺， 具有塑料的拉伸性、弹性和柔韧性 。
导电高分子材料的应用
导体特性的应用
抗静电 理想的电磁屏蔽材料，可以应用在计算机、电视机、起搏器等 电磁波遮蔽涂布 能够吸收微波，因此可以做隐身飞机的涂料 防蚀涂料 能够防腐蚀，可以用在火箭、船舶、石油管道等
导电高分子材料的应用
电化学掺杂/去掺杂之可逆性的应用－电变色组件
共轭高分子在电化学氧化还原时都会产生变色现象。电变色 性在汽车防眩后视镜、光信息储存组件、太阳眼镜、军事用途护 目镜、飞机驾驶舱遮篷及智能窗等可控制电变色性质的应用上具 有极大的发展潜力。
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聚合物的掺杂过程直接影响导电聚 合物导电能力，掺杂方法和条件的 不同直接影响到导电聚合物的物理 化学性能
电子导电聚合物的性质
总之，所有以上掺杂的目的都是为了在材料中的 空轨道中加入电子，或从占有轨道中拉出电子， 进而改变现有π电子能带的能级，出现能量居中 的半充满能带，减小能带间的能量差，在产生大 量载流子的同时使自由电子或空穴迁移时的阻碍 减小。
掺杂过程及掺杂剂
p-型掺杂：在高分子材料中加入氧化剂，在
其价带中除掉一个电子形成半充满能带（产
生空穴）。由于与氧化反应过程类似，也称
为氧化型掺杂。 p-型掺杂剂均为氧化剂。如
掺 杂
FeCl3,作为电子受体。
方
法
n-型掺杂：在高分子材料中加入还原剂，在其
导带中加入一个电子形成半充满能带（产生自
由电子），过程与还原反应过程类似，称为还
所有已知的电子导电型高分子材料的共同结构特 征为分子内具有非常大的共轭π电子体系，具有跨 键移动能力的π价电子成为这一类高分子材料的唯 一载流子。
例如聚乙炔，聚芳香烃和芳香杂环。
导电机理与结构特征
常见电子导电高分子材料的分子结构：
聚乙炔
聚苯
H
H
H
N
N
N
N
N
N
聚吡咯
H
H
H
S
S
S
S
S
S
聚噻吩
N
N
N
导电高分子材料的应用
电化学掺杂/去掺杂之可逆性的应用－可反复充放电电池
导电高分子电极与对应电极及电解 质构成一个蓄有电能的电池，若加电场 而掺杂充电，加负载而去掺杂放电，该 充电/放电过程为可逆反应。具有价廉、 能量密度高、循环寿命长、和低自身放 电等优点。
导电高分子材料的应用
电化学掺杂/去掺杂之可逆性的应用－气体检测器
5
导电机理与结构特征
在有机化合物中电子以下面四种形式存在：
①内层电子 这种电子一般处在紧靠原子核的原子内层， 受到原子核的强力束缚，一般不参与化学反应，在正常电 场作用下也没有移动能力。 ②σ价电子 能够参与化学反应，并在化学键形成中起关键 作用的是外层电子，包括价电子和非成键电子。 ③n电子 这种电子被称为非成键外层电子，通常与杂原子 (O、N、S、P等)结合在一起，在化学反应中具有重要意义。 当孤立存在时n电子没有离域性，对导电能力贡献也很小。
掺杂率对导电高分子材料导电能力的影响
掺杂率小时，电导率随着掺 杂率的增加而迅速增加；当达到一 定值后，随掺杂率增加的变化电导 率变化很小，此时为饱和掺杂率。
高分子材料导电能力的影响因素
温度对导电高分子材料导电能力的影响
金属材料和复合导电型聚合物的 温度系数是正值，即温度越高，电导 率越低，电阻率增大，属于正温度系 数效应。而以聚乙炔为代表的电子导 电聚合物其电阻率随着温度的升高而 下降，属于负温度系数效应：即随着 温度的升高，电阻率减小，电导率增 加。
离子导电高分子材料，通常又叫高分子固体电解质， 它们导电时的载流子主要是离子，例如：聚环氧乙烷 、聚丁二酸乙二醇酯及聚乙二醇亚胺等。
氧化还原导电高分子材料
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电子导电聚合物的导电机理与结构特征
定义：载流子是自由电子或空穴的导电聚合物
是电子导电聚合物
结构特征：分子内有大的线性共轭π体系，给
载流子-自由电子提供利于迁移的条件
28
电子导电聚合物制备方法
电化学法制备导电聚合物的化学反应机理：
电化学聚合反应属于氧化偶合反应。一般认为， 反应的第一步是电极从芳香族单体上夺取一个电 子，使其氧化成为阳离子；生成的阳离子之间发 生加成性偶合反应，再脱去两个质子，成为比单 体更易于氧化的二聚物。留在阳极附近的二聚物 继续被电极氧化继续其链式偶合反应，直到生成 长链的聚吡咯并沉积在阳极表面。
导电高分子材料
导电高分子
一 、导电高分子分类 二、导电机理与结构特征 三 、导电能力的影响因素 四、 电子导电聚合物的制备方法 五、导电高分子的应用
导电高分子的分类
复合型导电高分子材料：有普通的高分子结
构材料与金属或碳等导电材料，通过分散，
层合，梯度聚合，表面镀层等复合方式构成，
导
其导电作用主要通过其中的导电材料来完成。
检测的气体包括氧化性气体与还原性气体，氧化性气体在高分子 薄膜内将导电高分子氧化，形成阴离子掺杂，增加导电度；还原性气 体在高分子薄膜内则会将导电高分子还原，形成阳离子掺杂，降低导 电度。因为其对电信号的变化非常敏感，因此可以用做检测器。
总结
导电高分子材料的优越性
具有半导体及导体双重特性，可低温加工、可大面积化、具有塑 料的拉伸性、弹性和柔韧性等，所以制作成本低，组件特性优越，对 未来电子及信息工业将产生巨大影响。
共轭聚合物的几种合成路线
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电子导电聚合物制备方法
直接法：利用某些单体直接通过聚合反应生 成具有线型共轭结构的高分子。 如：环己烯的线性共轭聚合
Ziegler 催化剂
n
O O O Ziegler 催化剂
OOO
25
采用直接聚合法虽然比较简便，但是由于生成 的聚合物溶解度差，在反应中多以沉淀的方式 退出聚合反应，难以得到高分子量的聚合物。
导电高分子材料面临的挑战
综合电学性能与铜相比还有差距，理论上还沿用无机半导体理论 和掺杂概念；导电聚合物的自构筑、自组装分子器件的研究也存在很 多问题；加工性能和力学性能以及稳定性上也需要改进。
汇报完毕！谢谢！
高分子材料导电能力的影响因素
共轭链长度对导电高分子材料导电能力的影响
电导率，S/m
1.00E+03 1.00E+01 1.00E-01 1.00E-03 1.00E-05 1.00E-07 1.00E-09
0
20
40
60
80
0
120
聚乙炔的共轭度（掺碘率3.5 ％，室温测试）
聚合物内的价电子更倾向于沿着线型共轭的分子内部移动，因此共轭 链越长，越有利于自由电子沿着分子共轭链移动，电导率也就越大。
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电子导电聚合物的性质
各种掺杂聚乙炔的导电性能
电子导电聚合物的性质
电子导电聚合物的性能与应用
导电能力
缺点
非掺杂 半导体
电导率低
掺杂后 可超过碳黑 化学稳定性差
其次，导电聚合物溶解性差，有一定的加工难度
应用：抗静电材料、屏蔽材料、二次电池电极 材 料 材料、微波材料等
20
高分子材料导电能力的影响因素
电子导电聚合物制备方法
间接法：间接法合成是首先合成溶解和加工性能较
好的共轭聚合物前驱体，然后利用消除等反应在聚 合物主链上生成共轭结构。 如：以聚丙烯腈制备碳纤维
300oC
N Nn
700oC
N Nn
N Nn
27
电子导电聚合物制备方法
电化学聚合法：采用电极电位作为聚合反应的引发 和反应驱动力，在电极表面进行聚合反应并直接生 成导电聚合物膜。 反应完成后，生成的导电聚合物膜已经被反应时采 用的电极电位所氧化，即同时完成了掺杂过程；这 里所指的掺杂过程只是使导电聚合物的荷电情况发 生了变化，改变了分子轨道的占有情况，而并没有 加入第二种物质。
原型掺杂。 n-型掺杂剂均为还原剂，如碱金属，
作为电子给体。
15
掺杂的作用
p-型掺杂时：掺杂剂从聚合物的π成键轨道中 拉走一个电子，使其呈现半充满状态，该分 子轨道能量升高，更接近导带能量。
n-型掺杂时：掺杂剂将电子加入聚合物的π空 轨道中，同样形成半充满状态，其分子轨道能 量下降，向价带能量靠近。 结果是能带间的能量差减小，电子的移动阻力降低，使 线性共轭导电聚合物的导电性能从半导体进入类金属导 电范围。
电
聚
合
物
结构型导电高分子材料：其高分子本身具备传 输电荷的能力
3
结构型导电高分子材料根据载流子的属性和
导电形式划分为：
电子导电高分子材料，指的是以共轭高分子为结构主 体的导电高分子材料，导电时的载流子主要是电子（ 或空穴）。如 : 共轭聚合物乙炔、金属螯合型聚合物 聚酞菁铜及高分子电荷转移合物。
H
H
H
聚苯胺
聚苯乙炔
9
导电机理与结构特征
π电子虽具有离域能力，但它并不是自由 电子。因为电子若要在共轭π电子体系中自由 移动，首先要克服价带与导带之间的能级差。
因此，这一能级差的大小决定了共轭性 聚合物的导电能力的高低。
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导电机理与结构特征
而减小能级差，改变能带中电子的占有状况，提 高导电高分子材料导电能力。 实现这一目标的首要手段之一就是“掺杂”。
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机理
RH2 2RH2+
- e-
RH2+
Epa
自由基偶合
生成自由基 RH—RH
RH—RH -2H+
- e-
[RH—RH]+
Epa
[RH—R—RH]
RH2+
[RH—RH—RH2]2+
继续生成自由基，脱氢重复，增长高分子链。
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世界上第一种导电聚合物：掺杂聚乙炔
1977年，美国化学家MacDiarmid，物理学家 Heeger和日本化学家Shirakawa首次发现掺杂碘 的聚乙炔具有金属的特性 。并因此获得2000年诺 贝尔化学奖
电子导电聚合物制备方法
电子导电聚合物是由线性大共轭结构组成的，
因此导电高分子材料的制备研究就是围绕着如
何通过化学反应形成这种共轭结构开展。
单体化合物
直 接合成?
加聚反 应 缩聚反 应
共轭聚合物
消除反 应
间接合成法
加成反 应
单体化合物
加聚反 应
异构化反 应
缩聚反 应 前 体聚合物
电化学 聚合法
单体化合物
使用Ziggler—Natta催化剂AlEt3/Ti(OBu)4,Ti的浓 度为3mmol/L，Al/Ti约为3—4。催化剂溶于甲苯 中，冷却到-78度,通入乙炔，可在溶液表面生成 顺式的聚乙炔薄膜。掺杂后电导率达到105S/cm 量级
导电高分子材料的应用－半导体/导体/可逆掺杂
半导体特性的应用－发光二极管