有机导电聚合物研究进展a
导电聚合物复合透膜的研究进展
磁场垒 （ ｇ ｅ ｃ ｉｄｂｒｅ）在这两者 的单独或 Ｍａｎｔ ｅ ａｒ ｒ， ｉ ｆｌ ｉ 共同作用下实现分离． 由于导电透膜特殊的分离机 理， 因此它既可以用于液相分离 ， 又可以用于气相分 离． 如将这种导电透膜用于电渗析过程时， 在电位差 为分离推动力的作用下 ， 通过电化学相互作用完成 了分离， 其间的渗透过程中没有离子被交换， 这有别 于传统的离子交换膜的分离 ． 因为传统的离子交换 膜的分离是基于简单的电荷相互作用原理 ， 即在分 离过程中， 离子交换膜上的离子基团发挥作用 ， 留 截 异名离子 ， 透过同名离子 ， 从而实现液相离子选择透 过． 总之， 与现有 的电分离技术和其它分 离方式相 比， 复合导电透膜是在一定电压和 电流作用下强化 膜相中有利于提高膜分离性能的物理化学性 质， 而 不是直接作用于被分离组分． 因此 ， 这类电性分离膜 的电作用更易于实现， 效率也更高
质传递 ； 孔径越小越好 ， 可使聚合物层不起支撑作用 的点 间距离一般要求其有效厚度为０ ２ ～ １ａ ． ｎ 针对不同的分离体 系， ｔ 可以分别 选用适 当的
导 电聚合物皮层和透膜 亚层 ， 同时通 过在合 成过程 中 改变聚合条件以及原 材料性能， 控制复合导电透 膜的形态结构和电化学特性 ， 从而使其具有较好 的 选择性、 渗透性 、 化学和热稳定性等． 从微观层次上讲 ， 物质物理化学性质的改变直 接对应于其 电子分布的变化 ， 也就是 电、 磁性质和变 化 ． 导 电透膜而 言 ， 特定 的膜 结构特征 下膜相 的 对 在 基本物理化学性质是其独特的电性质， 这种膜相 的 电性质可强制性外加或改变 ． 因此通过改变 、 强化导
导电聚合物的研究_3
导电聚合物的研究论文导读：导电聚合物大多都有一个较长的π共轭主链，因此又称为共轭聚合物。
聚吡咯具有质量轻，电导率高，易于制备与掺杂，空气稳定性好，合成方便，电化学可逆性强等优点，但价格及工艺流程比较昂贵，因此还没有大规模推广。
聚苯胺以其良好的热稳定性,化学稳定性,电化学可逆性,优良的电磁微波吸收性能,潜在的溶液和熔融加工性能,原料易得,合成方法简便,还有独特的掺杂现象等特性,成为现在研究进展最快的导电高分子材料之一;聚噻吩作为高分子材料的一种,具有极其小的尺寸、丰富潜在的功能,导电能力，可以在酸性体系中聚合，生成粉末状不溶物或者液态的聚合物但是由于导电高分子聚吡咯聚噻吩聚苯胺链的强刚性和链间的强的相互作用使得它们的溶解性极差,相应的可加工性也差,限制了它们在技术上的广泛应用。
聚苯胺可看作是苯二胺与醌二亚胺的共聚物,y值用于表征聚苯胺的氧化还原程度,(1-y)值代表了聚苯胺的氧化状态。
关键词：导电聚合物，聚噻吩，聚苯胺，聚吡咯，对比1、引言1977白川英树等人发现了碘掺杂的聚乙炔具有很高的导电性，比一般的有机高分子材料高约13个数量级。
这一惊人发现，彻底改变了人们以往的观念-—有机高分子是绝缘体。
导电聚合物大多都有一个较长的π共轭主链，因此又称为共轭聚合物。
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共轭分子中，σ键是定域键，构成分子骨架；而垂直于分子平面的p轨道组合成离域π键，所有π电子在整个分子骨架内运动。
离域π键的形成，增大了π电子活动范围，使体系能级降低、能级间隔变小，增加物质的导电性能。
交替的单键、双键共轭结构是导电高分子材料的共同特征，若进行掺杂可使其电导率增加若干数量级，接近于金属电导率，这为导电高分子进入市场提供了强劲的力量。
2.三种导电高分子的对比本文导电高分子材料研究主要是聚噻吩，聚苯胺，聚吡咯这三种聚合物，其中只有聚苯胺初步形成了工业化规模，由此可见他们之间存在一定程度的差异，接下来将从以下四个方面对三种物质的性质进行对比:2.1优缺点比较：聚吡咯具有质量轻，电导率高，易于制备与掺杂，空气稳定性好，合成方便，电化学可逆性强等优点，但价格及工艺流程比较昂贵，因此还没有大规模推广；聚苯胺以其良好的热稳定性,化学稳定性,电化学可逆性,优良的电磁微波吸收性能,潜在的溶液和熔融加工性能,原料易得,合成方法简便,还有独特的掺杂现象等特性,成为现在研究进展最快的导电高分子材料之一;聚噻吩作为高分子材料的一种,具有极其小的尺寸、丰富潜在的功能, 导电能力，可以在酸性体系中聚合，生成粉末状不溶物或者液态的聚合物但是由于导电高分子聚吡咯聚噻吩聚苯胺链的强刚性和链间的强的相互作用使得它们的溶解性极差,相应的可加工性也差,限制了它们在技术上的广泛应用。
导电聚合物的研究与应用
导电聚合物的研究与应用导电聚合物是一类独特的聚合物材料，其具有优异的导电性能，广泛应用于人们的生活中。
近年来，随着科技的不断发展和人们对高科技新材料的需求不断增加，导电聚合物也日渐成为研究热点，并在多个领域得到应用。
一、导电聚合物的分类及基本结构导电聚合物可分为高分子导体、锂离子导体和质子导体等几类。
其中，高分子导体的电子是由具有半导体性质的聚合物长链分子承载的，其常见的聚合物有聚苯胺、聚乙炔和聚噻吩等。
而锂离子导体和质子导体则是一类将金属离子或质子嵌入到聚合物中的新型电解质。
这些材料的导电性能取决于聚合物结构、离子成键、空间排布等因素。
二、导电聚合物的研究进展及应用1. 能源存储随着全球发展日益增长，能源短缺问题日益严峻，研究高性能电池材料已成为科学家们的必修课。
导电聚合物在电池领域的应用已经展现出了其强大的发展潜力。
其中，锂离子电池是目前最常见的电池之一，而锂离子导体因其高离子导电性能和良好的化学稳定性受到了广泛关注。
聚吡咯是一种锂离子导体材料，其在电池正负极材料、电解质等领域均有较好的应用前景。
2. 传感器导电聚合物的导电性质特别适合用于制作传感器。
当导电聚合物受到物理、化学或生物诱导时，其电子结构及导电性能会发生变化。
利用这一性质，可以制造出高灵敏度、高选择性、高响应速度的传感器，实现对目标物的高精度检测。
聚苯胺、聚噻吩等导电聚合物用于有机电化学传感器、化学气体传感器、生物传感器等方面均有应用。
3. 智能材料导电聚合物还可以应用于智能材料领域，如智能软体材料、光电磁传感器等。
由于其良好的柔性和可塑性，在人工肌肉、太阳能电池、可穿戴电子设备等领域都有广泛应用。
例如，导电聚合物在智能材料领域的应用中，通过控制其结构与电化学行为，不仅可以实现形状改变，还可以感知周围环境，并根据环境变化的需求进行适应性调整，大大拓展了导电聚合物的应用范围。
三、导电聚合物的未来展望导电聚合物作为一类有着广泛应用前景的新型材料，其研究与应用前景十分广泛。
导电聚合物的电化学性质和应用
导电聚合物的电化学性质和应用导电聚合物是一类特殊的聚合物，具有优秀的导电性能和电化学性质，因此在电子、化学和材料科学领域得到了广泛的研究和应用。
本文将从导电聚合物的基本概念、电化学性质以及应用方面进行介绍。
一、导电聚合物的基本概念导电聚合物是一种具有导电性质的高分子化合物，即通过化学结构的改变，使得聚合物分子内存在导电的π键结构。
导电聚合物可以分为有机导电聚合物和无机导电聚合物两类。
其中，有机导电聚合物多为碳材料，如聚苯胺、聚噻吩等，而无机导电聚合物则为金属氧化物、导电聚合物复合材料等。
导电聚合物具有一系列优良的性质。
首先，它们具有良好的导电性能。
通过控制聚合物的结构和组成，可以调节导电性能。
其次，导电聚合物具有良好的物理、化学和生物相容性。
这为导电聚合物在生物医学等领域的应用提供了广阔的空间。
此外，导电聚合物还具有热稳定性、化学稳定性和机械强度等优良性质。
二、导电聚合物的电化学性质导电聚合物的电化学性质主要包括电化学储能、电化学传感和电催化等方面。
1. 电化学储能导电聚合物作为一种新型的储能材料，可以被广泛应用于超级电容器、电化学电池等领域。
导电聚合物电容器具有高的功率密度、长的寿命、低的内阻和高的电化学稳定性等优点。
2. 电化学传感导电聚合物可以通过改变其导电性能，在电化学传感领域中起到重要作用。
导电聚合物传感器主要用于检测生命体征、环境污染物、药物残留等方面。
它们具有快速、灵敏、可再现和高选择性等特点。
3. 电催化导电聚合物具有良好的电催化性质，被广泛应用于电解水制氢等方面。
导电聚合物在电解水过程中可以作为高效催化剂，实现催化反应的高效率和稳定输出氢气的能力。
由此，导电聚合物对于清洁能源的发展具有重要的意义。
三、导电聚合物的应用导电聚合物在多个领域中都有广泛的应用。
下面介绍部分应用场景：1. 传感器导电聚合物传感器具有快速、灵敏、可再现和高选择性等特点。
它们可以被用于检测生命体征、环境污染物、药物残留等方面。
导电聚合物
导电聚合物摘要：本文简单介绍了导电聚合物的发现，从而进一步综述了导电聚合物的分类及导电机理。
共轭聚合物作为导电聚合物的最主要基体，介绍了其制备和掺杂方法。
并对导电聚合物的应用和发展前景做出了展望。
关键词：导电聚合物、共轭聚合物、掺杂引言2000年10月诺贝尔化学奖颁给了三位在导电聚合物的研究中获得杰出成就的化学家，即美国的黑格、马克迪尔米德和日本的白川英树。
1977年他们发现，聚乙炔薄膜经电子受体（I，AsF5等）掺杂后电导率增加了9个数量级，从10-6S/cm 增加到103S/cm[1,2]，从而终于将高分子不能导电的传统观念打破。
20世纪60年代，白川英树利用改性的齐格勒-纳塔型催化剂制成了不同比例的聚乙炔薄膜，通过实验发现这些材料都属于半导体，并且发现室温下反式聚乙炔的导电性能优于顺式聚乙炔。
但如何提高聚乙炔的导电性成为难题。
后来白川英树又进行了氯和溴的掺杂研究，发现了卤素掺杂聚乙炔有可能具有异乎寻常的电学特性的征兆。
于此同时，马克迪尔米德教授从事着导电无机聚合物(SN X)的研究。
1976年，白川英树应马克迪尔米德的邀请赴美国宾夕法尼亚大学与黑格、马克迪尔米德合作研究半导性聚乙炔膜电导性的改进问题。
通过碘掺杂聚乙炔，将其导电性提高了7个数量级最终实现了第一个全有机导电聚合物[1]。
导电聚合物准确来讲应为可以导电的有机聚合物。
所谓导电聚合物是由一些具有共轭π键的聚合物经化学或电化学掺杂后形成的、导电率可从绝缘体延伸到导体范围的一类高分子材料。
导电聚合物大多都有一个较长的π共轭主链，因此又称为共轭聚合物，如图1所示。
共轭分子中，σ键是定域键，构成分子骨架；而垂直于分子平面的p轨道组合成离域π键，所有π电子在整个分子骨架内运动。
离域π键的形成增大了π电子活动范围，使体系能级降低、能级间隔变小，增加物质的导电性能。
交替的单键、双键共轭结构是导电高分子材料的共同特征，若进行掺杂可使其电导率增加若干数量级，接近于金属电导率。
超级电容器有机导电聚合物电极材料的研究进展
超级电容器有机导电聚合物电极材料的研究进展3陈光铧,徐建华,杨亚杰,蒋亚东,葛 萌(电子科技大学光电信息学院,成都610051)摘要 有机导电聚合物是一类重要的超级电容器电极材料。
有机聚合物掺杂状态下,因具有共轭结构,从而提高了电子的离域性,对外表现可以导电。
根据掺杂类型和组合的不同,超级电容器有机聚合物电极可分为3种基本类型。
阐述了有机聚合物电极的导电原理和分类,介绍了有机聚合物电极的研究现状和发展趋势。
关键词 电化学超级电容器 导电聚合物 聚苯胺 聚噻吩 混合类型电容器 全固态超级电容器Progress in Research on Conductive Polymer Elect rode Materials for SupercapacitorsC H EN Guanghua ,XU Jianhua ,YAN G Yajie ,J IAN G Yadong ,GE Meng(College of Opto 2electronic Information ,University of Electronic Science and Technology of China ,Chengdu 610051)Abstract Conducting polymer is a kind of important supercapacitor electrode materials.The electronic deloca 2lization of polymer will be enhanced for the conjugate structure in doped state.Conducting polymers are divided into three kinds of basic types according to the kind of doping and association.The principle and classification of the con 2ducting polymer are introduced.Recent progress in research and development on conducting polymer electrode mate 2rials for supercapacitors is reviewed.K ey w ords electrochemical supercapacitor ,conducting polymer ,polyaniline ,polythiophene ,hybrid capacitor ,all 2solid 2state electrochemical supercapacitor 3国家自然科学基金(60771044);电子薄膜与集成器件国家重点实验室开放课题(KFJJ 200806) 陈光铧:男,1984年生,硕士,研究方向为有机高分子材料及器件 Tel :028********* E 2mail :ghchen4@ 徐建华:男,1966年生,教授,主要从事有机电子材料及器件研究 Tel :028********* E 2mail :xujh9913@0 引言超级电容器是一种性能介于电池与传统电容器之间的新型储能器件,具有功率密度高、充放电速度快、使用寿命长等优点,有着广阔的应用前景,如可用于便携式仪器设备、数据记忆存储系统、电动汽车电源及应急后备电源等。
导电聚合物的电化学聚合研究进展
０ 引 言
材料 是工业 、 业 、 农 国防及科 学技 术 的重要 物 质基 础 ， 料科 学 的发展 与 突破对 世 界经 济 和社会 结 构 材 有着 重大 影 响。现 代 电化学 技术 是材 料表 面 或界 面科 学研 究不 可缺 少 的一种 重要 方法 ， 料科 学 的发 展 材
厚 度 可 以通 过 电量控 制 。４ 反应 的开 始 、 （） 中断和停 止 易于控 制 。５ 根据 原料 和 生成 物 的氧化 还原 电位 的 （）
测定 ， 可以定量地评价相对的反应性能 。６ 通过调整电解液组成和改变相关工艺参数可得到不 同结构和 （） 性能的聚合物膜层 ， 以适应不同用途的要求 。７所需单体量少 ， （） 原料单体直接在基材上聚合成膜 ， 避免了
１ 导 电聚 合 物 的 电化 学 制 备
导电聚合物具有离域的共轭长链结构 ， 可以通过化学法或电化学聚合方法合成 。化学聚合是通过采 用氧化剂对单体进行氧化或通过金属有机化合物偶联的方式得到共轭长链分子 ； 电化学聚合是在电场作
收 稿 日期 ： ０ ８ ０ — ５ 修 回 日期 ： ０ ８ ０ — ３ ２０—４ １ ； ２ ０ — ９ ０ 作者简介 ： 朱雯 （９ ３ ）女 ， 师 ， １７ 一 ， 讲 博士研究生 ， 研究方 向为功能高分子材料 。
型掺杂 ） 部分 组成 ［ 共轭 长链 提供 电荷 流 通 的通道 ， 两 ３ １ 。 化学 或 电化学 掺 杂是促 进 电荷 自由流动 的推 动力 。
导 电聚合物的导电率 ：０ ｅ ｌ ／ｍ～１ ｃ 实现了从绝缘体到半导体 、 ０ ／ｍ， Ｓ 再到导体的变化 ， 是所有物质 中能 够完成这种形态变化跨度最大的。 电聚合物既保留了高聚物结构多样化、 导 可加工和 比重轻等特点 ， 同时 兼具了因掺杂而带来的半导体或导体的特性 。 常见 的导电聚合物有聚乙炔 、 聚吡咯、 聚苯胺 、 聚噻吩及聚对苯撑乙烯等［ 可以制成发光二极管和场 ４ １ ，
电化学合成高性能导电聚合物的研究
电化学合成高性能导电聚合物的研究导电聚合物在电子、能源、医药等领域有广泛的应用。
研究人员发现，利用电化学合成的方法可以制备出结构精密、性能优异的导电聚合物材料，电化学合成技术逐渐成为制备高性能导电聚合物材料的重要手段。
一、电化学合成的原理电化学合成是将电能转化为化学能的过程，该过程依靠电解质质子或离子的迁移，实现了聚合物的自由基引发、扩散和交联过程。
电化学合成可以有效地调控聚合物的化学结构、物理性质和形貌等性质，因此电化学合成方法具有结构控制精密、功能多样化等优点。
二、电化学合成的优势和不足相比传统化学合成方法，电化学合成方法可以实现原位聚合，控制分子的方向聚合、选择性聚合、分子组装和自组装，最小化化学反应的废物和环境污染。
同时，电化学合成也具有一定的局限性，例如反应慢、产率低等问题。
三、电化学合成高性能导电聚合物的研究进展1.聚苯胺类导电聚合物聚苯胺类导电聚合物以其优越的导电性能和化学稳定性被广泛应用于传感、光伏等领域。
严苛的合成条件和控制方法使得电化学合成成为最适合聚苯胺类导电聚合物制备的方法之一。
近年来，研究人员通过电化学成膜、虫洞模板法等方法控制聚苯胺类导电聚合物的结构和形貌，取得了一系列显著的性能提升，如高感应势敏感性和分子内外的协同催化效应等。
2.聚咔唑类导电聚合物聚咔唑类导电聚合物是一类优异的电催化剂、电催化光催化剂和电池正负极等材料。
与聚苯胺类导电聚合物相比，聚咔唑类导电聚合物没有氧和氮原子，具高的化学稳定性。
最近，研究人员通过电合成、电成膜和电解聚合等方法制备出一系列优异的聚咔唑类导电聚合物，如掺杂聚咔唑、咔唑二酮、异咪唑类导电聚合物等。
3.其他导电聚合物除了聚苯胺类和聚咔唑类导电聚合物，目前还有一些其他导电聚合物被广泛研究，如聚吡咯、聚噻吩等。
这些导电聚合物具有高效的催化性能、超级电容性能、动力学稳定性和化学稳定性等特点。
四、未来展望由于电化学合成技术可以制备出结构精密、性能优异的导电聚合物材料，因此电化学合成技术具有广阔的应用前景。
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有机导电聚合物研究进展1 导电聚合物各种人造聚合物俗称为塑料或化纤，天然聚合物主要有蛋白质和树脂等。
上述有机固体通常是绝缘体，而增强它们的电导率是一个非常吸引人的研究领域。
因为这类材料成本低廉、重量轻，更重要的是，可以把聚合物的可塑以及柔韧等优良机械特性与通常只有金属才具备的高电导特性结合在一起，从而将应用范围大大拓宽。
1977年，白川英树在一次聚乙炔合成的实验中，意外地加入了过多的催化剂(齐格勒—纳塔催化剂，以1963年诺贝尔化学奖得主Ziegler 和Natta命名，其作用是定向催化——用于严格控制聚合物的空间结构)。
不料，在反应器中生成了一种光亮的反式聚乙炔薄膜。
如果将薄膜暴露于卤族Br2或I2蒸汽，生成物的电导率可以提高1012倍[1]，从此有机物不能导电的观念被打破。
2000 年度诺贝尔化学奖授予了三位致力于导电聚合物研究的科学家，他们是美国物理学家艾伦·黑格（Alan Heeger）、化学家艾伦·麦克迪尔米德（Alan MacDiarmid ）和日本化学家白川英树（Hideki Shirakawa ）。
这是对导电聚合物研究的充分肯定。
导电聚合物根据材料的组成可以分成复合型导电聚合物材料和本征型导电聚合物材料两大类[2－4]。
复合型导电聚合物材料是由普通高分子结构材料与金属或碳等导电材料，通过分散、层合、梯度复合、表面镀层等复合方式构成。
其导电作用主要通过其中的导电材料来完成。
本征型导电聚合物材料也被称为结构型导电聚合物材料，其高分子本身具备一定的导电能力，这种导电聚合物如果按其结构特征和导电机理还可以进一步分成：载流子为自由电子的电子导电型聚合物和载流子为能在聚合物分子间迁移的正负离子的离子导电型聚合物。
在电子导电聚合物的导电过程中，载流子在电场的作用下能够在聚合物内定向移动形成电流。
电子导电聚合物的共同结构特征是分子内有大的线性共轭π电子体系，给自由电子提供了离域迁移条件，故又称为共轭聚合物。
作为有机材料，聚合物是以分子形态存在的，其电子多为定域电子或具有有限离域能力的电子。
π电子虽然具有离域能力，但它并不是自由电子。
当有机化合物具有共轭结构时，π电子体系增大，电子的离域性增强，可移动范围增大。
当共轭结构达到足够大时，化合物即可提供自由电子，具有了导电功能。
2导电聚合物的应用导电聚合物具有重量轻、易加工，以及易于表面涂覆的特征，而且在导电性能方面则具有半导体、金属乃至超导体等优良特性，这类材料特殊的电、磁性质引起了人们普遍的兴趣，它的用途非常广泛，可以用于能源(二次电池、太阳能电池、固体电池)、光电器件、晶体管、整流器、发光二极管 (LED)、传感器(气体和生物)、电磁屏蔽、隐身技术以及生命科学等方面。
导电聚合物如聚吡咯，容易发生氧化和还原反应，这引起了人们巨大的兴趣，因为其中涉及有关可充电电池的开发问题。
根据最近的研究，已出现了由导电聚合物以超级电容器和光生伏打电池形式所构成的用以储存能量的器件。
其储电量可达50F/g，在器件的设计上，是将导电聚合物以薄层的形式，涂布于具有大表面积的基体上。
这种设计允许聚合物快速的充电或放电,电池的高功率能在较短的时间内释放出来,从而能在电子设备和电动车辆中应用[5]。
用导电聚合物构成的聚合物光生伏打电池也已得到发展[6]。
其中典型的是光敏聚合物以三明治的形式处于两个电极之间的结构。
聚合物基的光生伏打器件，与半导体材料硅相比较，效率是很低的，然而，聚合物光生伏打器件的潜在优势是其制造价格便宜，同时可大面积地应用于屋顶以及建筑物的外墙等处。
这样大面积的应用，可对其低的效率予以补偿。
导电聚合物另一重要用途是用作电致变色器件。
例如，当对聚噻吩和聚苯胺施加电压时，它们可经历一明显的变色过程。
聚噻吩薄膜可以由红色(氧化态)转变为蓝色（还原态）这就有可能将它们用作广告显示和美观的窗饰等。
导电聚合物，由于具有较好的导电性、光电性、热电性、可以方便地沉积在各种基片上、可与其它功能材料共聚或复合、可在常温或低温使用等优点，因而也受到传感器研究者的青睐。
用导电聚合物作为传感器的基体材料或选择性包覆材料可制作生物传感器、离子传感器、气体传感器、湿敏传感器等[7-8]。
3 常见导电聚合物30多年来，已经发展了许多导电聚合物，且已有大量的导电聚合物付诸应用，常见导电聚合物如表1。
名称结构聚吡咯（PPy ）聚噻吩（PTh)聚苯胺（PAn)聚（对-苯撑）（PPP)聚（苯乙烯撑）（PPV)聚（苯硫醚）（PPS)聚（苯乙炔）（PPE)聚芴聚吲哚表 1 典型导电聚合物的结构 4 导电聚合物领域的科学研究对过去25年来的《化学文摘》进行搜索，结果表明：从1980年以后，相关文章的发表数量快速上升,如图1，直至1999年底，文献的增长速度仍持续不衰。
目前，大约每周有40种新的与有机导电聚合物相关的学术论文发表。
图 1 过去25年来，在导电聚合物领域发表的科学论文图2列出了过去10年来，有关导电聚合物的重要方面文章的发表情况[9]。
其中几乎一半的文章是和新型导电聚合物的合成，或对现有导电聚合物的化学修饰等相关的。
另一个大的研究领域涉及导电机制的物理研究，而有关应用的文章，则仅占约小于20%的数量。
图 2 近十年来，不同主题的导电聚合物科学论文的发表情况5 低能带值的导电聚合物本质上具有低能带值的导电聚合物有重要意义，它可以不经掺杂而仍具有好的电导性，对于光伏电池，其吸收波长在600nm-2000nm 之间时，吸收效率也更高。
所以理论上设计新型具有低能带值的导电聚合物有重要指导意义。
基于对聚合物电导性与电子结构关系的理解，初步归纳了4种降低聚合物能带值的方法。
5.1 取代基设计低能带值导电聚合物的一个通常方法就是通过添加取代基改变聚合物电子结构而降低其能带值。
选择典型的导电性好的聚合物作为母体材料，如聚噻吩，聚吡咯，聚苯胺等就是很好的母体材料。
但特别需要注意的是取代基的空间效应，它对聚合物的电导性有非常重要的影响。
取代基不能太大，大的取代基可能产生强烈的空间位阻使聚合物扭曲，降低聚合物的平面性，共轭性，导致电子离域能力降低，从而电导性降低。
研究表明，对聚合物骨架（β-C ）取代，会同时影响最高占据轨道和最低空轨道的值，Kobayashi ，Bakhshi 等人发现，高极化性的取代基如PITN 中（图3）的苯环取代形成的聚合物有低的能带值，光谱测定其能带值大概为1eV [10]。
因为高极化性的取代基可以减弱环内或骨架上相邻环π电子的相互作用。
同时PITN 的醌式共振结构相比于芳香式结构有更小的能带值[10]. C 13NMP 谱显示PITN 聚合物中有强烈的醌式效应[11]。
部份具有PITN 类似结构的物质还有如图4[12-15] 的聚合物。
图 3 PITN 的共振式图 45.2 聚合物具有交替的吸电子{A}和供电子(D)基团一个比较有效的降低能带值的方法就是在共轭骨架上添加交替的供电子和吸电子基团。
这个方法是荷兰化学家Havinga 首先提出的[16]。
供吸电子基团交替排列，可以提高主链上环间电子的共轭性(D-A → D + =A - )，减少单双键交替程度，获得低能带值的聚合物。
通常情况下供体受体单元电负性差别越大，能隙SOORR **SNNRR**S**nnSnS**S nR*n值下降越明显。
共聚物中供体单元和受体单元的能级相互作用，特别是供体的高的HOMO 轨道，和受体的低的LUMO 轨道之间能产生一个低能隙值[17-18]，如图5。
图 5单体的供体受体单元轨道相互作用常见的好的供体如EDOT ，它与好的受体如TP ，BDP (图6)形成的共聚物能带值较低，分别为0.965，0.704 [19]。
图 6以噻吩为供体，它与受体TD ，BDD(图7)共聚时能带值仅为0.32[20]，0.5[21]。
图7SOOSNNNNNNED O TTPB D PSSSNNNSNNSNT DB D D5.3 梯形聚合物梯形聚合物具有类似石墨的一维结构，它可以降低或消除聚合物中导致单双键结构的电子的定域性，从而减少主链上单双键交替程度，获得能带值低的聚合物。
目前研究较多的是多并苯体系，它由两条反式聚乙炔链构成，图8为多并苯的共振式[22]。
理论预测其有类似金属的能带结构，从而具有金属或超导特性。
图 8 多并苯的共振式Yamabe 等人[23]计算其能带值约为0.5eV ，Bredas 课题组[24]和Pomerantz 课题组[25]预测其能带为零，而Kao 和Lilly [26]则计算其为0.20eV 。
遗憾的是梯形聚合物合成难度很高，限制了其发展和应用。
然而并不是所有的梯形聚合物都有好的电导性，结构如图9的梯形聚合物，能带值则较大。
因为它的芳香式结构和醌式结构之间的能垒值很大[27]。
图 9五元环梯形结构的聚合物，如梯形聚噻吩，梯形聚吡咯的能带值也很大（图10），分别为2.27，2.53eV 。
因为研究表明随着聚合度的增加，噻吩，吡咯环并没有向醌式结构转变[28]，而是基本保持结构不变。
图 10****n****n***n********nH N**NH**S**S**nn5.4 基于反芳香性结构为单体的聚合物从第一个电导性聚合物聚乙炔发现以来，过去30年，人们对具有芳香性结构的聚合物做了大量研究，一个因素是芳香性结构的聚合物稳定性较好，但同时也因为主链上各环为了保持稳定的芳香式结构而使电子较多的局域在环内，使得主链上环间电子共轭性降低，整个主链电子的离域能力降低，这对聚合物的电导性是非常不利的。
反思，有人提出了以反芳香性结构为单体的聚合物，反芳香性主要指环不满足4n+2规则，它的稳定性相对较差。
E.E.Havinga 研究了几个反芳香性聚合物(图11)发现其能带值都很低，1、5结构聚合物甚至能达到金属性[29]。
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