文 献 综 述

1导电聚合物

导电聚合物(CPs)在20世纪70年代后期作为一种新的有机材料被合成出来^[1]。Heeger等^[2-3]发现经过特殊改造后的塑料能够像金属一样表现导电性能，他们也因此在2000年荣获了诺贝尔化学奖。1984年MacDiarmid^[4]首次在酸性条件下获得具有导电性的聚苯胺，并认为导电聚合物是由具有共轭π键的聚合物经化学或电化学掺杂后形成的、导电率从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料，其结构由聚合物链和与链非键合的一价对阴离子( p-型掺杂)或对阳离子( n-型掺杂) 两部分组成。

导电聚合物由于具有结构多样化，电导率可调性，质量轻，易加工等特点，在燃料电池^[5]、太阳能电池、超级电容器^[6-7]、生物医药方面^[8-9]、电致变色材料^[10-11]及化工等领域中呈现出广泛的应用前景。其中，聚吡咯的研究一直得到高度重视，作为导电高分子材料，聚吡咯具有优良的导电性能。它可以通过化学或电化学的方法合成，并利用不同的离子进行掺杂。下面主要介绍导电聚吡咯的电化学性质。

2聚吡咯研究进展

有吡咯黑之称的聚吡咯粉末早在1916年就已合成出来,1968年Dallolio用电化学方法制备出了聚吡咯,其δ=8S/cm，Diaz等报道了含有1%乙睛溶液中制备出金属电导的、热稳定的聚吡咯。但直到1977年国外首先报道了经适当掺杂后的聚乙炔电导率可达10³S/cm，才引起人们的关注。最近十多年中 , 聚吡咯的研究一直得到高度重视，作为导电高分子材料，聚吡咯具有优良的导电性能。它可以通过化学或电化学的方法合成，并利用不同的离子进行掺杂，其掺杂过程是一个准可逆过程^[12]。但是由单双键构成的π键大分子链结构在赋予导电材料优异性能的同时，也带来缺点：具有较大刚性，几乎不溶于任何溶剂，在分解温度之前难于熔化。即这类材料难于加工。考虑到这类聚合物在空气中的稳定性和材料强度等因素，国内外的研究重点为聚吡咯、聚苯胺和聚噻吩。化学合成的聚吡咯一般呈粉末状，而电化学合成的聚吡咯则是一个硬而脆的薄膜。这一缺点限制了它的广泛使用。下面主要介绍导电聚吡咯的电化学性质。

3聚吡咯电化学性质的研究

在室温和大气环境下，聚吡咯（英文名polypyrrole简称PPy）是一种可稳定存在的导电聚合物， 其突出优点是单体和聚合物无毒、p-型掺杂导电态稳定、易于电化学制备成膜等。1979年美国IBM公司的Diaz等在乙腈电解液中采用电化学氧化聚合制备出电导率高达100S/cm的导电聚吡咯膜^[13]。这一发现立刻引起了广泛关注，在世界范围内掀起了一股研究导电聚吡咯的热潮。在此之后，人们对吡咯的电化学聚合、PPy的结构和电化学性质、以及导电聚吡咯的应用进行了广泛深入的研究，取得了丰硕的成果。

导电PPy的许多可能的应用领域,包括电极材料修饰电极和酶电极、电色显示等, 都与其电化学性质密切相关。PPy室温下的稳定状态是其p-型掺杂导电态，所以PPy的电化学性质主要是指其p-型掺杂态的还原(脱掺杂)和再氧化(掺杂)特性。一般地,这一反应可表示为：

PPy （A^-） e^-PPy^o A^-