聚乙炔导电机理HHHHCCHHHHT空轨道p电子轨道T占有轨道
聚乙炔导电机理 C H C H C H C H C H C H C H C H · · · · · · · · · π空轨道 π占有轨道 p电子 轨道 n
聚乙炔主链有口共轭体系的高聚物通过掺杂剂氧化、还原,可以使其导电率提高氧化聚乙炔极化子杂后,电导率提高6-12个数量级,最高达到1.2×103S/cm
+ A - 氧化 . 聚乙炔 极化子 聚乙炔主链有∏共轭体系的高聚物通过掺杂 剂氧化、还原,可以使其导电率提高。 掺杂后,电导率提高6-12个数量级,最高达到 1.2×103S/cm
孤子理论:1988年黑格在ReviewofModernPhysics上发表了题为"SolitonsinConductingPolymer”的论文,明确了孤子、极化子或双极化子在导电聚合物中的存在及其导电机理。纯净的电子导电聚合物本身导电率并不高,必须经过掺杂才具备高的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
孤子理论:1988年黑格在Review of Modern Physics 上发表了题为“Solitons in Conducting Polymer”的论文,明确了孤子、极化子或双极化 子在导电聚合物中的存在及其导电机理。 纯净的电子导电聚合物本身导电率并不高,必须经 过掺杂才具备高的导电性。 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
P型掺杂价带中的电子向氧化剂转移(CH)+→(CH+)+()I7成键轨道半充满,价带(ay)+(zy)12→(ry)(LUMO)能量升高,与(CH)+(ay)I→[(CH+)(I)]HOMO之间的能级差缩小使得电子容易迁移。n型掺杂还原剂对聚合物注入电子T空轨道半充满,HOMO(CH)+(ry)Nphth-→(CHy-)+(ay)Nphth能量减低,与LUMO之间(CH)+(ry)Na→(Na)的能差减小,有利于电子迁移
价带中的电子向氧化剂转移, 成键π轨道半充满,价带 (LUMO)能量升高,与 HOMO之间的能级差缩小, 使得电子容易迁移。 P 型掺杂 n 型掺杂 还原剂对聚合物注入电子, π空轨道半充满,HOMO 能量减低,与LUMO之间 的能差减小,有利于电子 迁移
(1)电子受体卤素:Cl,Br2,I2,ICl,ICI3,IBr,IFs路易氏酸:PFs,As,SbFs,BF3,BCI,BBr3,SO3质子酸:HF,HCI,HNO3,H,SO4HCIO4,FSO,H,CISO,H, CFSO,H过渡金属卤化物:TaFs,WFs,BiFs,TiCl4,ZrCl4MoCls, FeCl3过渡金属化合物:AgCIO3AgBF4,H,IrCl6,La(NO3)3. Ce(NO3)3有机化合物:四氰基乙烯(TCNE),四氰代二次甲基苯醌(TCNQ),四氯对苯醌、二氯二氰代苯鲲(DDQ)(2)电子给体碱金属:Li,Na,K,Rb,Cs。电化学掺杂剂:R,N+,R,P+(R=CH3,C,H,等)
(1) 电子受体 卤素:Cl2,Br2,I2,ICl,ICI3,IBr,IF5 路易氏酸:PF5,As,SbF5,BF3,BCI3,BBr3,SO3 质子酸:HF,HCl,HNO3,H2SO4,HCIO4,FSO3H, ClSO3H,CFSO3H 过渡金属卤化物:TaF5,WFs,BiF5,TiCl4,ZrCl4, MoCl5,FeCl3 过渡金属化合物:AgClO3,AgBF4,H2 IrCl6,La(NO3 )3 ,Ce(NO3 )3 有机化合物;四氰基乙烯(TCNE),四氰代二次甲基苯 醌(TCNQ),四氯对苯醌、二氯二氰代苯醌(DDQ) (2) 电子给体 碱金属:Li,Na,K,Rb,Cs。 电化学掺杂剂:R4N+ ,R4P+(R= CH3,C6H5等)