CN103937170A

CN103937170A - 一种pedot:pss水分散体及其制备方法

Info

Publication number: CN103937170A
Application number: CN201410185524.2A
Authority: CN
Inventors: 钱宇芯; 顾佳欢; 高山; 李坚; 汪称意; 任强; 唐宝坤; 朱凯
Original assignee: Changzhou University
Current assignee: CHANGZHOU XIAOGUO INFORMATION SERVICES Co.,Ltd.
Priority date: 2014-05-04
Filing date: 2014-05-04
Publication date: 2014-07-23
Anticipated expiration: 2034-05-04
Also published as: CN103937170B

Abstract

本发明涉及有机半导体技术领域，具体为一种以磺酸型共轭聚电解质为模板制备PEDOT:PSS水分散体及其制备方法，该制备方法为：在室温条件下将磺酸型阴离子共轭聚合物，EDOT，PSS，去离子水加入反应瓶中搅拌溶解；再加入异丙醇，引发剂，三价铁催化剂和去离子水，在30～45℃的加热搅拌下反应12～24h，得到水分散体，将水分散体离心后去除上层液，反复三次操作后，将沉淀用去离子水稀释后超声分散1h，即得以PFSO₃H为模板的PEDOT:PSS深蓝色水分散体。采用本发明的技术方案得到的PEDOT:PSS水分散体，制备方法简单可靠，可重复性好，该水分散体的薄膜具有较好的透明性和较高的电导率。

Description

一种PEDOT:PSS水分散体及其制备方法

技术领域

本发明涉及有机半导体技术领域，具体为一种以磺酸型共轭聚电解质为模板制备PEDOT:PSS水分散体及其制备方法。

背景技术

聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)因其分子结构简单、能隙小且具有较好的导电性、环境稳定性、环境友好性，近年来成为了导电聚合物研究领域的热点，在固体电解电容器、塑料抗静电涂层、照相软片涂层等领域有着广泛的应用。但是纯PEDOT具有的不溶和不熔性限制了其商业应用，传统处理方法是用水溶性聚合物作为模板，例如聚对苯乙烯磺酸钠(PSS)，通过3,4-乙烯二氧噻吩(EDOT)单体直接在模板上反应，该种方法解决了产物不溶不熔及加工问题，而且最后得到了耐光、耐高温、抗水解及稳定性好的PEDOT:PSS，广泛应用在通孔线路板涂层、阴极射线管涂层、塑胶的静电涂层、传感器、充电电池、光电二极管腐蚀保护等方面。但是采用上述方法得到的PEDOT:PSS水分散体具有的成膜性较差、薄膜电导率低等特点限制了其在有机光电子领域的应用发展。

通常采用的用低沸点醇类物质(如甲醇)来处理PEDOT:PSS薄膜的技术方案，薄膜的导电性会显著提高，但小分子易从该薄膜上挥发，电导率会随之下降；若添加一些高沸点的溶剂如1，4-二氧六环、山梨醇、丙三醇、一缩二乙二醇等可以将PEDOT:PSS的电导率提高一至两个数量级，但溶剂与PEDOT:PSS之间无化学键结合，经过一定时间，溶剂可能会发生迁移、萃出及渗出；用乙二醇(EG)处理PEDOT:PSS薄膜，导电性能同样提高，但薄膜变得不溶于水，且薄膜中残留的有机溶剂，也会导致薄膜的形态较差。专利CN102731923B研究了掺杂硫酸戊聚糖钠和乙二醇对PEDOT:PSS溶液导电性的提高，但结果显示导电性和成膜性还有待提高，所以开发性能更为优越的PEDOT:PSS水分散体是当前要研究的问题。

发明内容

本发明的目的在于以水溶性半导体磺酸型共轭聚电解质(PFSO₃H)作为模板，提供一种PEDOT:PSS水分散体及其制备方法，该水分散体薄膜具有较好的透明性和较高的电导率。

本发明采用的技术方案是：一种PEDOT:PSS水分散体，其分子结构式为：

其中，X为2～136，Y为2～15，n为2～234。

A是聚(3,4-乙烯二氧噻吩)(PEDOT)，B是作为模板的聚苯乙烯磺酸钠(PSS)，C是作为模板的磺酸型共轭聚电解质(PFSO₃H)。

一种以磺酸型共轭聚合物为模板的PEDOT:PSS水分散体的制备方法，该制备方法如下：

首先在室温条件下将磺酸型阴离子共轭聚合物(PFSO₃H)，EDOT，PSS，去离子水加入250ml反应瓶中搅拌溶解；再加入异丙醇(IPA)，引发剂(NH₄)₂S₂O₈，三价铁催化剂，去离子水，在30～45℃的加热搅拌下反应12～24小时，得到水分散体；最后将水分散体离心后去除上层液，取沉淀用蒸馏水稀释后再次分散溶解，再次以同样的方式离心后去除上层液，反复三次上述离心操作后，将沉淀用去离子水稀释后超声分散1h，即得以PFSO₃H为模板的PEDOT:PSS深蓝色水分散体；所述三价铁催化剂为Fe(OTS)₃和H₂O₂复合物或者Fe₂(SO₄)₃。

进一步，所述PSS和PFSO₃H的质量比为(0.5～10):1；

PSS-PFSO₃H和EDOT的质量比为(0.5～50):1；

(NH₄)₂S₂O₈和EDOT的摩尔比为(0.5～4):1；

Fe₂(SO₄)₃和EDOT的摩尔比为(0.001～0.005):1；

Fe(OTS)₃、H₂O₂和EDOT三者的摩尔比为(0.001～0.005):(0.5～5):1；

IPA和EDOT的质量比为1:1；

去离子水的加入量为使m(EDOT+PFSO₃H)/m(EDOT+PFSO₃H+H₂O)＝1～10％，即溶液固含量为1～10％。

进一步，所述磺酸型阴离子共轭聚合物(PFSO₃H)具有如下分子结构式：

其中，Y为聚合度，Y位于2～15之间；

为：H或C₁-C₁₂的饱和烷烃；

参考专利CN103408728A，本发明所述的PFSO₃H的制备方法具有如下步骤：

a、通过迈克尔加成方法制备含有磺酸的二溴芴功能性单体：

在反应容器中加入2,7-二溴芴、相转移催化剂和溶剂，在氮气氛围下注入强碱溶液，加热至30～40℃，反应0.5～1h后，缓慢滴加含有磺酸基的α,β-不饱和羰基化合物，滴加结束后，在温度为30～40℃条件下反应5～12小时后，用盐酸中和，蒸干溶剂，用乙醇溶解，过滤除盐，将滤液旋蒸，并用沉淀剂沉淀，干燥得到含有磺酸基的二溴芴的功能单体。

其中，含有磺酸的α,β-不饱和羰基化合物为2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸，其用量与2,7-二溴芴的摩尔比为2～2.2:1；相转移催化剂选自四丁基溴化铵、四丁基硫酸氢铵、四丁基氯化铵、十二烷基三甲基氯化铵或十四烷基三甲基氯化铵，其用量与2,7-二溴芴的摩尔比0.02～0.5:1；溶剂选自二甲基亚砜(DMSO)、N,N-二甲基甲酰胺(DMF)、二甲基乙酰胺(DMAc)、N-甲基吡咯烷酮(NMP)或上述这些溶剂的混合物，其中溶剂用量为使反应单体总摩尔浓度为1.5～3.5mol/L，这里的反应单体总摩尔浓度，是具体指2,7-二溴芴和含有磺酸的α,β-不饱和羰基化合物的摩尔浓度之和；强碱溶液的质量分数为25～50％，其中，强碱选自氢氧化钠或氢氧化钾，强碱用量与2,7-二溴芴的摩尔比为3～6.5:1；沉淀剂选自丙酮、乙酸乙酯、甲苯、二氯甲烷、二氯乙烷或三氯甲烷。

b、通过Suzuki方法制备含有磺酸型共轭聚合物：

在反应容器中加入步骤a中得到的含有磺酸基的二溴芴的功能单体，Ar的二硼酸酯、催化剂、配体、弱碱及溶剂，在氮气氛围下，加热至85～90℃反应6～7.5h，后加入苯硼酸反应1.5～2.5h，最后加入溴代苯，反应1.5～2.5h；反应结束后，蒸发溶剂，将产物沉淀(用乙酸乙酯沉淀两次或者用饱和氯化钠水溶液沉淀一次再用乙酸乙酯沉淀一次)，干燥即得PFSO₃H。

其中，催化剂为钯催化剂，选自Pd(OAC)₂、PdCl₂(dppf)或Pd(PPh₃)₄，其用量与含有磺酸的二溴芴的功能单体、Ar的二硼酸酯，这两种物质的总量的摩尔比为0.003～0.06:1；配体选自三环己基膦氟硼酸盐、三环己基膦、三叔丁基膦、三苯基膦或三乙烯二胺，配体与催化剂的摩尔比为4～12:1；弱碱选自质量分数为5～50％的四甲基氢氧化铵(TMAOH)水溶液、四丁基氢氧化铵(TBAOH)水溶液、四乙基氢氧化铵(Et₄NOH)水溶液、四丙基氢氧化铵(TAAOH)水溶液、四己基氢氧化铵水(THAOH)溶液、四辛基氢氧化铵水溶液、醋酸钾水溶液、碳酸钾水溶液或碳酸钠水溶液，碱用量与反应单体总和之间，摩尔比为4～12:1，反应单体总和，具体指含有磺酸的二溴芴的功能单体、Ar的二硼酸酯，这两种反应单体；溶剂选自DMSO与甲苯、DMF与甲苯、DMAc与甲苯、NMP与甲苯的混合溶剂，其中，不同溶剂与甲苯的体积比为1:0.5～1；混合溶剂的用量，为使反应单体总摩尔浓度在0.1～0.6mol/L，这里的反应单体总摩尔浓度，是具体指含有磺酸的二溴芴的功能单体、Ar的二硼酸酯，这两种物质的摩尔浓度之和；最后加入的苯硼酸、溴代苯，为封端单体，苯硼酸与溴代苯的摩尔比为1:1。

有益效果：采用本发明的以水溶性半导体磺酸型共轭聚电解质(PFSO₃H)作为模板的技术方案，可得到的PEDOT:PSS水分散体，制备方法简单可靠，可重复性好，该水分散体的薄膜具有较好的透明性和较高的电导率，适宜推广应用。

附图说明

下面结合附图和实施例对本发明进一步说明；

图1不同PSS/(PSS-PFSO₃H)质量比条件下得到的PEDOT:PSS水分散体的方块电阻对比图。

图2为不同量磺酸型共轭电解质条件下，PEDOT:PSS水分散体制得的薄膜的紫外吸收光谱谱图。

具体实施方式

下面结合具体实施例对本发明做进一步说明，但本发明不局限于下述实施例。

实施例一(对比例)

以PSS为模板制备PEDOT:PSS水分散体

制备固含量为2％的以PSS为模板的PEDOT:PSS水分散体，其中，PSS和EDOT的质量比为6:1；IPA和EDOT的质量比为1:1；(NH₄)₂S₂O₈和EDOT的摩尔比为2:1；Fe₂(SO₄)₃和EDOT的摩尔比为0.003:1。

具体制备方法和步骤如下：

首先在室温条件下，于250ml反应瓶中，称取0.1gEDOT和0.6gPSS，量取20g去离子水搅拌溶解至澄清，再称取0.1g的异丙醇，0.00028mol(NH₄)₂S₂O₈和4.225×10^-6molFe₂(SO₄)₃，量取15g去离子水加入反应瓶内，在30～45℃的搅拌下反应，得到水分散体。反应过程中，定时取样测转化率。

制得的水分散体用离心进行后处理，离心后去除上层液，留取沉淀用蒸馏水稀释后再次分散溶解，再次以同样的方式离心，反复3次，最后沉淀用去离子水稀释后超声分散1h即为深蓝色PEDOT:PSS水分散体。成膜后的表面电阻为582.56kΩ/□。

实施例二

以9,9-二辛基芴与9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸钠)芴的共聚物为模板制备PEDOT:PSS水分散体。

制备固含量为1％的以磺酸型共轭聚合物为模板的PEDOT:PSS水分散液。PSS和PFSO₃H的质量比为0.5:1；PSS-PFSO₃H和EDOT的质量比为0.5:1；IPA和EDOT的质量比为1:1；(NH₄)₂S₂O₈和EDOT的摩尔比为1.5:1；Fe(OTS)₃和EDOT的摩尔比为0.004:1；H₂O₂和EDOT的摩尔比为2:1。

具体制备方法和步骤如下：

首先在室温条件下，于250ml反应瓶中，称取0.1111g的9,9-二辛基芴与9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸钠)芴的共聚物，0.0555gPSS和0.3333gEDOT，量取25g去离子水搅拌溶解至澄清，再称取0.3333g的异丙醇，0.0035mol(NH₄)₂S₂O₈和9.389×10^-6molFe₂(OTS)₃，0.0047molH₂O₂，量取24.5g去离子水加入反应瓶内，在30～45℃的搅拌下反应，得到水分散体深蓝色溶液。反应过程中，定时取样测转化率。

制得的水分散体用离心进行后处理，离心后去除上层液，留取沉淀用蒸馏水稀释后再次分散溶解，再次以同样的方式离心，反复3次，最后沉淀用去离子水稀释后超声分散1h即为深蓝色PEDOT:PSS水分散体。成膜后得表面电阻为33.82kΩ/□。

实施例三

制备固含量为1％的以磺酸型共轭聚合物为模板的PEDOT:PSS水分散液。PSS和PFSO3H的质量比为10:1；PSS-PFSO3H和EDOT的质量比为1:1；IPA和EDOT的质量比为1:1；(NH4)2S2O8和EDOT的摩尔比为0.5:1；Fe2(SO4)3和EDOT的摩尔比为0.002:1。

具体制备方法和步骤如下：

首先在室温条件下，于250ml反应瓶中，称取0.0303g的9,9-二辛基芴与9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸钠)芴的共聚物，0.3030gPSS和0.3333gEDOT，量取25g去离子水搅拌溶解至澄清，再称取0.3333g的异丙醇，0.0012mol(NH4)2S2O8和4.695×10-6molFe2(SO4)3，量取41.66g去离子水加入反应瓶内，在30～45℃的搅拌下反应，得到水分散体。反应过程中，定时取样测转化率。

制得的水分散体用离心进行后处理，离心后去除上层液，留取沉淀用蒸馏水稀释后再次分散溶解，再次以同样的方式离心，反复3次，最后沉淀用去离子水稀释后超声分散1h即为深蓝色PEDOT:PSS水分散体。成膜后得表面电阻为98.23kΩ/□。

实施例四

以1,1-联苯与9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸钠)芴的共聚物为模板制备PEDOT:PSS水分散体。

制备固含量为2％的以磺酸型共轭聚合物为模板的PEDOT:PSS水分散液。PSS和PFSO₃H的质量比为1:1；PSS-PFSO₃H和EDOT的质量比为1:1；IPA和EDOT的质量比为1:1；(NH₄)₂S₂O₈和EDOT的摩尔比为2.25:1；Fe₂(SO₄)₃和EDOT的摩尔比为0.003:1。

具体制备方法和步骤如下：

首先在室温条件下，于250ml反应瓶中，称取0.25g的1,1-联苯与9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸钠)芴的共聚物，0.25gPSS和0.5gEDOT，量取25g去离子水搅拌溶解至澄清，再称取0.5g的异丙醇，0.0080mol(NH₄)₂S₂O₈和1.056×10-5molFe₂(SO4)₃，量取25g去离子水加入反应瓶内，在30～45℃的搅拌下反应，得到水分散体。反应过程中，定时取样测转化率。

制得的水分散体用离心进行后处理，离心后去除上层液，留取沉淀用蒸馏水稀释后再次分散溶解，再次以同样的方式离心，反复3次，最后沉淀用去离子水稀释后超声分散1h即为深蓝色PEDOT:PSS水分散体。成膜后得表面电阻为101.56kΩ/□。

实施例五

制备固含量为2％的以磺酸型共轭聚合物为模板的PEDOT:PSS水分散体。PSS和PFSO₃H的质量比为2:1；PSS-PFSO₃H和EDOT的质量比为3:1；IPA和EDOT的质量比为1:1；(NH₄)₂S₂O₈和EDOT的摩尔比为2.25:1；Fe₂(SO₄)₃和EDOT的摩尔比为0.003:1。

具体制备方法和步骤如下：

首先在室温条件下，于250ml反应瓶中，称取0.25g的1,1-联苯与9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸钠)芴的共聚物，0.5gPSS和0.25gEDOT，量取25g去离子水搅拌溶解至澄清，再称取0.25g的异丙醇，0.0040mol(NH₄)₂S₂O₈和5.282×10^-6mol Fe₂(SO₄)₃，量取25g去离子水加入反应瓶内，在30～45℃的搅拌下反应，得到水分散体。反应过程中，定时取样测转化率。

制得的水分散体用离心进行后处理，离心后去除上层液，留取沉淀用蒸馏水稀释后再次分散溶解，再次以同样的方式离心，反复3次，最后沉淀用去离子水稀释后超声分散1h即为深蓝色PEDOT:PSS水分散体。成膜后得表面电阻为143.32kΩ/□。

实施例六

制备固含量为2％的以磺酸型共轭聚合物为模板的PEDOT:PSS水分散液。PSS和PFSO₃H的质量比为1:1；PSS-PFSO₃H和EDOT的质量比为6:1；IPA和EDOT的质量比为1:1；(NH₄)₂S₂O₈和EDOT的摩尔比为0.5:1；Fe₂(SO₄)₃和EDOT的摩尔比为0.002:1。

具体制备方法和步骤如下：

首先在室温条件下，于250ml反应瓶中，称取0.4286g的1,1-联苯与9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸钠)芴的共聚物，0.4286gPSS和0.1428gEDOT，量取25g去离子水搅拌溶解至澄清，再称取0.1428g的IPA，0.0005mol(NH₄)₂S₂O₈和2.011×10^-6molFe₂(SO₄)₃，量取25g去离子水加入反应瓶内，在30～45℃的搅拌下反应，得到水分散体。反应过程中，定时取样测转化率。

制得的水分散体用离心进行后处理，离心后去除上层液，留取沉淀用蒸馏水稀释后再次分散溶解，再次以同样的方式离心，反复3次，最后沉淀用去离子水稀释后超声分散1h即为深蓝色PEDOT:PSS水分散体。成膜后得表面电阻为278.23kΩ/□。

实施例七

以9,9-二己基芴与9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸钠)的共聚物为模板制备PEDOT:PSS水分散体。

制备固含量为2％的以磺酸型共轭聚合物为模板的PEDOT:PSS水分散体。PSS和PFSO₃H的质量比为3:1；PSS-PFSO₃H和EDOT的质量比为3:1；IPA和EDOT的质量比为1:1；(NH₄)₂S₂O₈和EDOT的摩尔比为1.5:1；Fe₂(SO₄)₃和EDOT的摩尔比为0.002:1。

具体制备方法和步骤如下：

首先在室温条件下，于250ml反应瓶中，称取0.1875g的9,9-二己基芴与9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸钠)的共聚物，0.5625gPSS和0.25gEDOT，量取25g去离子水搅拌溶解至澄清，再称取0.25g的异丙醇，0.0026mol(NH₄)₂S₂O₈和3.521×10^-6molFe₂(SO₄)₃，量取25g去离子水加入反应瓶内，在30～45℃的搅拌下反应，得到水分散体。反应过程中，定时取样测转化率。

制得的水分散体用离心进行后处理，离心后去除上层液，留取沉淀用蒸馏水稀释后再次分散溶解，再次以同样的方式离心，反复3次，最后沉淀用去离子水稀释后超声分散1h即为深蓝色PEDOT:PSS水分散体。成膜后得表面电阻为97.04kΩ/□。

实施例八

制备固含量为3％的以磺酸型共轭聚合物为模板的PEDOT:PSS水分散体。PSS和PFSO₃H的质量比为1:1；PSS-PFSO₃H和EDOT的质量比为2:1；IPA和EDOT的质量比为1:1；(NH₄)₂S₂O₈和EDOT的摩尔比为2:1；Fe₂(SO₄)₃和EDOT的摩尔比为0.003:1。

具体制备方法和步骤如下：

首先在室温条件下，于250ml反应瓶中，称取0.5g的9,9-二己基芴与9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸钠)的共聚物，0.5gPSS和0.5gEDOT，量取25g去离子水搅拌溶解至澄清，再称取0.5g的异丙醇，0.0070mol(NH₄)₂S₂O₈和1.056×10^-5molFe₂(SO₄)₃，量取25g去离子水加入反应瓶内，在30～45℃的搅拌下反应，得到水分散体。反应过程中，定时取样测转化率。

制得的水分散体用离心进行后处理，离心后去除上层液，留取沉淀用蒸馏水稀释后再次分散溶解，再次以同样的方式离心，反复3次，最后沉淀用去离子水稀释后超声分散1h即为深蓝色PEDOT:PSS水分散体可。成膜后得表面电阻为89.56kΩ/□。

实施例九

制备固含量为6％的以磺酸型共轭聚合物为模板的PEDOT:PSS水分散体。PSS和PFSO₃H的质量比为10:1；PSS-PFSO₃H和EDOT的质量比为6:1；IPA和EDOT的质量比为1:1；(NH₄)₂S₂O₈和EDOT的摩尔比为2:1；Fe₂(SO₄)₃和EDOT的摩尔比为0.003:1。

具体制备方法和步骤如下：

首先在室温条件下，于250ml反应瓶中，称取0.2613g的9,9-二己基芴与9,9-二-(3-丙基酰胺-2-甲基丙磺酸钠)的共聚物，2.6132gPSS和0.4791gEDOT，量取25g去离子水搅拌溶解至澄清，再称取0.4791g的异丙醇，0.0066mol(NH₄)₂S₂O₈和6.776×10^-5molFe₂(SO₄)₃，量取22.35g去离子水加入反应瓶内，在30～45℃的搅拌下反应，得到水分散体。反应过程中，定时取样测转化率。

制得的水分散体用离心进行后处理，离心后去除上层液，留取沉淀用蒸馏水稀释后再次分散溶解，再次以同样的方式离心，反复3次，最后沉淀用去离子水稀释后超声分散1h即为深蓝色PEDOT:PSS水分散体。成膜后得表面电阻为328.52kΩ/□。

由实施例一到实施例九可知，在不改变PEDOT:PSS薄膜透明性的情况下，磺酸型共轭电解质的加入使得PEDOT:PSS水分散体的表面电阻远低于纯的PEDOT:PSS水分散体。说明PFSO₃H的增加有利于提高PEDOT:PSS薄膜的电导率。

在上述实施例九的基础上，变化PSS和PFSO₃H的质量比实验条件，得到如附图1所示的曲线图，图1为在(PSS-PFSO₃H):PEDOT的质量比为6:1的条件下，不同PFSO₃H模板制得的PEDOT:PSS薄膜的方块电阻图。有图1可知，随着PSS与(PSS-PFSO₃H)质量比的增加，PEDOT:PSS薄膜的方块电阻逐渐增大，这说明PFSO₃H的增加有利于减小PEDOT:PSS薄膜的方块电阻，提高薄膜的电导率。

图2为PFSO₃H加入前后的PEDOT:PSS水分散体的紫外光谱图，其中各曲线的实验条件为：在(PSS-PFSO₃H):PEDOT的质量比为6:1的条件下，通过改变PFSO₃H的加入量得到的紫外光谱图。由图2可知，在可见光波长范围内(400-900nm)，加入PFSO₃H后的PEDOT:PSS水分散体的吸光强度与纯的PEDOT:PSS相比，变化不大，可认为没有吸收，对可见光是透明的。因此，可认为PFSO₃H的引入对聚合物的透明性影响不大。

Claims

1.一种PEDOT:PSS水分散体，其特征是：该水分散体的结构式为：

X为2～136，Y为2～15，n为2～234。

2.根据权利要求1所述的PEDOT:PSS水分散体的制备方法，其特征是：该制备方法如下：

首先在室温条件下将磺酸型阴离子共轭聚合物(PFSO₃H)，EDOT，PSS，去离子水加入反应瓶中搅拌溶解；

再加入异丙醇(IPA)，引发剂(NH₄)₂S₂O₈，三价铁催化剂，去离子水，在30～45℃的加热搅拌下反应12～24h，得到水分散体；

最后将水分散体离心后去除上层液，取沉淀用蒸馏水稀释后再次分散溶解，再次以同样的方式离心后去除上层液，反复三次上述离心操作后，将沉淀用去离子水稀释后超声分散1h，即得以PFSO₃H为模板的PEDOT:PSS深蓝色水分散体；

所述三价铁催化剂为Fe(OTS)₃和H₂O₂复合物或者Fe₂(SO₄)₃。

3.根据权利要求2所述的PEDOT:PSS水分散体的制备方法，其特征是：所述PSS和PFSO₃H的质量比为(0.5～10):1；

PSS-PFSO₃H和EDOT的质量比为(0.5～50):1；

(NH₄)₂S₂O₈和EDOT的摩尔比为(0.5～4):1；

Fe₂(SO₄)₃和EDOT的摩尔比为(0.001～0.005):1；

Fe(OTS)₃、H₂O₂和EDOT三者的摩尔比为(0.001～0.005):(0.5～5):1；IPA和EDOT的质量比为1:1；

去离子水的加入量为使m(EDOT+PFSO₃H)/m(EDOT+PFSO₃H+H₂O)＝1～10％。