一种水溶性导电聚合物的制备方法及其制备固态铝电解电容器的应用

技术特征：
1.一种水溶性导电聚合物的制备方法，其特征在于，由水溶性单体通过化学法或电化学法制得；其中：所述化学法是将水溶性单体、氧化剂和溶剂充分混合，搅拌反应3～48h后制得；所述电化学法是将水溶性单体、添加剂溶于溶剂中，采用恒电流法，进行电化学聚合反应制得；所述水溶性单体的结构式如下：所述水溶性导电聚合物的结构式如下：2.根据权利要求1所述的水溶性导电聚合物的制备方法，其特征在于，化学法中，水溶性单体、氧化剂和溶剂的质量比为(0.2-2):(0.1-3):(0.5-5)；氧化剂采用高锰酸钾、对甲基苯磺酸铁、过硫酸钠或过硫酸铵；溶剂采用水、硫酸、柠檬酸、草酸、硼酸、己二酸、磷酸、水杨酸或酒石酸。3.根据权利要求1所述的水溶性导电聚合物的制备方法，其特征在于，电化学法中，水溶性单体、溶剂和添加剂的质量比为(0.1～0.5)：(0.2-1)：(0.1-0.5)；添加剂采用对硝基苯酚、磺酸盐或有机磺酸盐；电化学聚合时电流密度为5～10ma，聚合反应时间为5～60min。4.根据权利要求1所述的水溶性导电聚合物的制备方法，其特征在于，所述水溶性单体的制备方法如下：步骤1：将3、4-二羟基噻吩-2、5-二羧酸二乙基酯、碳酸钾和c3h6obr2溶解在n,n-二甲基
甲酰胺和二甲基亚砜混合溶剂中进行反应，得到混合溶液；步骤2：在混合溶液中加入氢氧化钾溶液，并加入酸性溶液进行酸化处理得到2-(羟甲基)-2,3-二氢噻吩并[3,4-b][1,4]二氧杂环己烯-5，7-二羧酸；步骤3：将2-(羟甲基)-2,3-二氢噻吩并[3,4-b][1,4]二氧杂环己烯-5，7-二羧酸、氧化铜和催化剂混合反应，得到羟甲基edot；步骤4：将羟甲基edot、氢化钠和c5h
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o2s溶解在四氢呋喃溶液中进行反应，蒸馏四氢呋喃后，制得水溶性单体。5.根据权利要求4所述的水溶性导电聚合物的制备方法，其特征在于，步骤1中，3、4-二羟基噻吩-2、5-二羧酸二乙基酯、碳酸钾和c3h6obr2的质量比为(0.1-2)：(0.2-1)：(0.2-3)；混合溶剂中n,n-二甲基甲酰胺和二甲基亚砜的体积比为(0.1～0.5)：2；步骤2中，混合溶液与氢氧化钾溶液的体积比为(0.5-6)：(0.1-2)，加入的酸性溶液与氢氧化钠溶液的体积比为1.5：1；步骤3中，2-(羟甲基)-2,3-二氢噻吩并[3,4-b][1,4]二氧杂环己烯-5，7-二羧酸、氧化铜和催化剂的质量比为(0.1-2)：(1-4)：(0.1-0.4)；步骤4中，羟甲基edot、氢化钠和c5h
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o2s和四氢呋喃溶液的质量比为(1-2)：(0.3-1)：(0.3-1)：(1-5)。6.根据权利要求5所述的水溶性导电聚合物的制备方法，其特征在于，所述酸性溶液为硫酸、硝酸、磷酸、盐酸和c1-c10有机多元酸其中的一种或多种；所述催化剂为吡啶、异喹啉、喹啉和8-羟基喹啉铜中的一种或多种；所述氢氧化钾溶液浓度为0.01m～10m。7.采用权利要求1～6中任意一项所述的制备方法制备得到的水溶性导电聚合物在制备固态铝电解电容器中的应用。8.如权利要求7所述的应用，其特征在于，准备带有阳极引出端的阳极铝箔，并将其浸入水溶性聚合物溶液中；随后将铝箔烘干，重复上述浸入、烘干过程直至铝箔表面被水溶性聚合物充分涂覆，得到聚合物阴极；再在聚合物阴极表面滴涂导电碳浆，室温固化后，滴涂银浆、放置银丝作为阴极引出端，制得基于水溶性导电聚合物阴极的固态铝电解电容器。9.如权利要求8所述的应用，其特征在于，所述阳极铝箔的形式为片式或卷绕式。10.如权利要求8所述的应用，其特征在于，阳极铝箔浸入水溶性导电聚合物溶液中的时间为3～60min，烘干是分别在80℃～200℃下烘干5～48h；重复浸入、烘干操作的次数为5～18次。

技术总结
本发明公开了一种水溶性导电聚合物的制备方法及其制备固态铝电解电容器的应用，属于电子材料和电子元器件技术领域；该固态铝电解电容器的制备过程主要包括：先制备一种S-EDOT单体，再利用该S-EDOT单体采用化学法或电化学法聚合反应形成水溶性导电聚合物，随后作为阴极可以形成片式或者卷绕式的固态铝电解电容器。该水溶性导电聚合物与传统的PEDOT:PSS相比其水溶性更好、分子粒径更小，并且电导率更高。高。高。


技术研发人员：熊礼龙 武晶晶 杜显锋
受保护的技术使用者：西安交通大学
技术研发日：2021.11.29
技术公布日：2022/4/12