(P3HT)-(SWCNT)混合物在 Xylene 溶液中的凝膠化 及聚集的研究
陳志仲
崑山科技大學材料工程系
摘要
本專題研究利用紫外線可見光光譜儀(UV-vis)、光激發光光譜儀(PL)、場發射掃 描式電子顯微鏡(SEM)及偏光顯微鏡(POM)針對不同混摻比的聚噻吩(P3HT)及 單壁奈米碳管(SWCNT)在二甲苯(Xylene)溶液中的聚集行為、結構及其光物理性 質影響分析。在研究中發現不同比例的 P3HT/SWCNT 在二甲苯(Xylene)溶液中 隨老化時間增加，P3HT 共軛高分子將會被 SWCNT 吸附而聚集在 SWCNT 周圍，
因此影響 P3HT 在二甲苯(Xylene)溶液中的凝膠化行為並改變 P3HT 共軛高分子 的聚集結構。因此進一步分析 SWCNT 含量的增加對 P3HT/SWCNT 在二甲苯溶 液的光物理性質 (UV-vis 吸收光譜及 PL 光激發光光譜) 變化分析。由實驗中得 知，隨 SWCNT 含量的增加，將有明顯的 SWCNT 含量的增加聚集結構沉澱在 溶液底部，因此在溶液中的 UV-vis 吸收光譜及 PL 光激發光光譜隨 SWCNT 含 量的增加，P3HT/SWCNT/Xylene 溶液之 0-1 單重態能量轉移的行為明顯受 SWCNT 含量的增加而下降，這現象表示 P3HT/SWCNT/Xylene 溶液體系中的 P3HT 分子因 SWCNT 的加入而導致被吸附在 SWCNT 表面，因而降低 P3HT 分 子鏈之間的聚集行為。最後利用 POM 與 SEM 進行觀察 P3HT/SWCNT 的聚集結 構，由實驗中確認 P3HT 共軛高分子將會明顯的被 SWCNT 吸附而聚集於 SWCNT 表面形成巨大的 P3HT/SWCNT 聚集結構。最後利用 SEM 進行觀察 P3HT/SWCNT 的聚集結構，由實驗中確認 P3HT 共軛高分子在甲苯溶液中是利用成核及成長機 至聚集成棒狀結構，隨後利用液-液相分離機制使 P3HT 棒狀結構自組裝形成網 狀凝膠結構，這行為將會明顯受 SWCNT 的添加所破壞是因為所添加的 SWCNT 將會將 P3HT 分子鏈吸附而聚集於 SWCNT 表面，並導致溶液體系中 P3HT 含量 下降。
