System.ArgumentOutOfRangeException: 索引和长度必须引用该字符串内的位置。 参数名: length 在 System.String.Substring(Int32 startIndex, Int32 length) 在 zhuanliShow.Bind() 一种复合导电薄膜及其制备方法和应用技术_技高网

一种复合导电薄膜及其制备方法和应用技术

技术编号:45024752 阅读:2 留言:0更新日期:2025-04-18 17:05
本发明专利技术涉及一种复合导电薄膜及其制备方法和应用,涉及新材料新能源领域。该方法包括:步骤一、制备Zn<subgt;4</subgt;P<subgt;4</subgt;W<subgt;30</subgt;溶液并加入金属M的金属盐溶液,经超声处理、氩气保护及紫外光照射,制得表面覆盖有Zn<subgt;4</subgt;P<subgt;4</subgt;W<subgt;30</subgt;的金属M纳米颗粒;步骤二、在一定温度下及氩气环境下,通过电聚合反应,将3,4‑乙烯二氧噻吩在ITO玻璃片电极上转化为聚(3,4‑乙烯二氧噻吩),形成复合导电薄膜。在本发明专利技术中,与纯聚(3,4‑乙烯二氧噻吩)薄膜相比,掺杂Zn<subgt;4</subgt;P<subgt;4</subgt;W<subgt;30</subgt;的金属M的薄膜在含I<supgt;‑</supgt;与I<subgt;3</subgt;<supgt;‑</supgt;离子的水溶液中,于可见光照射下产生的光电流显著增强,展现出作为水溶液光电流工作电极的巨大应用潜力。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术属于新材料新能源领域,具体涉及一种复合导电薄膜及其制备方法和应用


技术介绍

1、多金属氧酸盐(简称poms)是一种具有d0电子构型的过渡金属氧阴离子团簇,表现出与半导体金属氧化物相似的光催化行为。在光照射下,电子从一个以氧为中心的2p轨道上升到空的金属d轨道,产生高活性的电荷分离态。根据这个概念anandan等人将pom浸渍在聚偏氟乙烯聚合物中,作为染料敏化太阳能电池中的固体聚合物电解质,获得了令人期待的结果。上述优异特性和开创性研究表明,pom将成为优化光电流产生过程中电解质效率的理想候选材料。否则,在有牺牲电子供体存在的情况下,光解会减少poms,进而导致金属离子的减少,最终成为合成和回收金属纳米颗粒的一种有效替代方法。

2、多金属氧酸盐@m纳米粒子-染料纳米结构材料结合了优异的性能和各种功能,可能是一种极具吸引力的能源应用途径。另一方面,对于许多现实生活中的技术来说,重要的一点是化学反应中心和外部电路之间的电荷交换。根据poms簇的不同,作为高氧化还原活性分子与外部电路之间的连接线,对导电材料的要求很高。导电聚合物是一种突破性的有机导电材料,在电子和能源系统中具有重要的应用价值。导电聚合物在能量转换和存储方面的应用受到了广泛的关注。聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(简称pedot)具有优异的热稳定性和化学稳定性、高导电性、柔韧性、低成本、高透明度、高载流子迁移率和生物相容性,因此得到了广泛应用。此外,pedot还可以掺杂多金属氧酸盐用于光伏应用。

3、据报道,pedot是迄今为止最成功的导电聚合物,目前也已上市。由于其独特的光电性能和优异的工艺性能,它在能量转换和存储器件中有着广泛的应用。如上所述,pedot的性能高度依赖于合成工艺、掺杂、后处理、复合结构、形貌等。在大多数实际情况下,基于pedot的混合材料的性能需要定制以满足特定的应用。随着pedot复合材料性能的不断提高、新性能的发现、新型复合材料的开发或钙钛矿太阳能电池缓冲层等新应用的不断发展,相信pedot复合材料将继续成为现代科技中重要的电子材料。

4、现有技术存在以下缺陷:

5、单一pedot薄膜的光电流性能有限、poms与导电材料的电荷传输效率不足、水溶液环境中的稳定性与适配性挑战以及金属纳米颗粒与poms的协同作用未被充分开发。


技术实现思路

1、本专利技术的目的是提供一种复合导电薄膜的制备方法,解决了传统pedot材料光电流低、水溶液稳定性差的问题,同时利用poms的氧化还原活性和金属纳米颗粒的催化协同效应,实现了无牺牲剂条件下的高效光-电转换。

2、本专利技术提供一种复合导电薄膜的制备方法,包括:

3、步骤一、制备zn4p4w30溶液并加入金属m的金属盐溶液,超声处理并通入氩气,在紫外光照射下,制备出表面覆盖有zn4p4w30的金属m纳米颗粒;

4、步骤二、在一定温度下,于氩气环境中,通过电解质的溶液中的电聚合反应,将3,4-乙烯二氧噻吩在ito玻璃片电极上转化为聚(3,4-乙烯二氧噻吩),形成一层复合导电薄膜,该导电薄膜是通过利用被zn4p4w30所包附的金属m纳米颗粒来进行电聚合掺杂过程而形成的;

5、其中,电聚合反应的条件是-0.88v~+1.10v vs.sce,以100mv/s的循环速度进行的电聚合;电解质溶液是ph=1的硫酸溶液;金属m=au,pt,pd。

6、本专利技术还提供了一种上述制得的复合导电薄膜在电化学氧化还原性能方面的应用。

7、本专利技术的技术效果:

8、本专利技术通过将poms@m纳米颗粒与pedot复合(下称pedot/poms@m),构建了一种新型光响应导电薄膜,解决了传统pedot材料光电流低、水溶液稳定性差的问题,同时利用poms的氧化还原活性和金属纳米颗粒的催化协同效应,实现了无牺牲剂条件下的高效光-电转换。

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【技术保护点】

1.一种复合导电薄膜的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,制备Zn4P4W30溶液包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,金属M=Pt时,Zn4P4W30溶液的浓度为6.4x10-5mol/L;金属M=Au时,Zn4P4W30溶液的浓度为8x10-6mol/L;金属M=Pd时,Zn4P4W30溶液的浓度为8x10-6mol/L。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,加入金属M的金属盐溶液包括:金属M=Pt时,向Zn4P4W30溶液中加入5μL浓度为8wt.%的H2PtIVCl6;金属M=Au时,向Zn4P4W30溶液中加入5μL浓度为7.4wt.%的HAuIIICl4;金属M=Pd时,向Zn4P4W30溶液中加入5μL浓度为1.28×10-6mol/L的PdIISO4溶液。

5.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,超声处理的时间为20分钟。

6.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,通入氩气的时间为30分钟。

7.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,在所述电聚合反应之前,还包括:ITO玻璃片预处理;

8.根据权利要求1或5所述的方法,其特征在于,所述电聚合反应包括:

9.一种复合导电薄膜,其特征在于,所述复合导电薄膜由权利要求1-8任一项所述的制备方法制得。

10.一种权利要求1-8任一项制得的复合导电薄膜在电化学氧化还原性能方面的应用。

...

【技术特征摘要】

1.一种复合导电薄膜的制备方法,其特征在于,包括:

2.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,制备zn4p4w30溶液包括:

3.根据权利要求2所述的方法,其特征在于,金属m=pt时,zn4p4w30溶液的浓度为6.4x10-5mol/l;金属m=au时,zn4p4w30溶液的浓度为8x10-6mol/l;金属m=pd时,zn4p4w30溶液的浓度为8x10-6mol/l。

4.根据权利要求1所述的方法,其特征在于,加入金属m的金属盐溶液包括:金属m=pt时,向zn4p4w30溶液中加入5μl浓度为8wt.%的h2ptivcl6;金属m=au时,向zn4p4w30溶液中加入5μl浓度为7.4wt.%的hauiiicl...

【专利技术属性】
技术研发人员:汪海洋刘福胜
申请(专利权)人:青岛科技大学
类型:发明
国别省市:

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