Fe3O4-聚苯胺纳米复合材料高能球磨法制备及其性能研究

包蕾等：Ｆ屯（Ｘ／聚苯胺纳米复合材料高能球磨法制备及其性能研究

Ｆｅ。Ｏ。／聚苯胺纳米复合材料高能球磨法制备及其性能研究”

包蕾，姜继森

（华东师范大学物理系纳米功能材料与器件应用研究中心，上海２０００６２）

摘要：以Ｆｅ。ｏ．将体及导电聚苯胺为原料，用高能球磨法制备Ｆｅ。Ｏ。／聚苯胺纳米复争材料，用Ｍｂｓｓｂａｕｅｒ谱、ＸＲＩ）、Ｆ，ｌＩＲ、ｖｓＭ等方法对样品进行表征。结果表明随着球磨时间的增加，Ｆｃ；Ｏ；的粒径迅速减小到纳米量级；Ｆｅ。ｏ。表面与聚苯胺作用生成了某种顺磁性物质；同时有少量的ｎＦｅｚＯ。生成；复合物中Ｆｅ。Ｏ．颗粒Ａ、Ｂ晶位中Ｆｅ的含量发生了明显的变化。复合物的电磁性能也明显发生了改变。

关键词：聚苯胺；氧化铁；穆斯堡尔谱；皂导率；饱和磁化强度

中图分类号：ＴＢ３４：ＴＢ３３２文献标识码：Ａ文章编号：１００ｌ９７３ｌ（２００５）１１１７５７一０５

ｌ引言

自从１９７７年发现导电聚合物以来，由于与导电金属相比，它具有质量轻、拉伸性强等优良特性，在电池、防腐蚀、电磁屏蔽等方面都有潜在的应用价值，因此人们对导电聚台物的结构和性能的研究不断地深入。近十年来，导电聚合物的磁性能引起了人们的兴趣，早期的一些研究［１‘２３发现，掺杂的导电聚合物具有很高的自旋密度，也有报道。一］一些共聚物表现出铁磁性和反铁磁性，但是这些特性只在低温条件（＜３０Ｋ）下出现，不符合实际应用的需要，因此更多的研究者致力于以导电高分子为基质制备磁性微粒一导电聚合物纳米复合材料的研究，这种复合材料具有磁性和导电性双重特性，在传感技术、非线性光学材料、分子电器件、电磁屏蔽和雷达吸收等方面具有广阔的应用前景。

目前，磁性微粒／导电聚合物复合材料的制备较多采用液相方法““：，本实验组殷华茹等０３用单体聚台法合成了７Ｆｅ：Ｏ。／导电聚噻吩纳米复合材料。高能球磨法是合成多体系复合材料的重要方法之一，产物具有特殊的化学和物理特性，为发展和改良复合材料性能提供了一种新的途径。用高能球磨法合成导电聚合物与非导电聚合物的系统和非导电聚合物与无机物复合系统已有报道，Ｋａｉｓｅｒ等““用高能球磨法合成了ＰＡＮ／ＰＶＣ、ＰＡＮ／ＰＥＴ、ＰＡＮ／ＰＭＭＡ等复合材料，研究了它们电导率的变化情况，陈春霞等““用高能球磨法制备氧化铁／聚氯乙烯纳米复合材料，研究了氧化铁的相变过程，但是未见用高能球磨法合成磁性微粒／导

电聚合物复合材料的研究报道。本实验用高能球磨法制备Ｆｅ。Ｏ。／导电聚苯胺纳米复合材料，研究了球磨对复合物中Ｆ岛Ｏ。晶相的影响及复合物性能的变化。

２实验方法

实验原料为化学纯Ｆ岛Ｏ。粉体，过２００目筛，和微米级掺杂导电聚苯胺（ＰＡＮ）粉末，由吉林ＩＥ笨科技公司生产。球磨机采用南京大学仪表厂生产的Ｑ卜１Ｆ型行星式球磨机，小球与球罐均为硬质ＦｅＣｒ不锈钢所制，球罐容积为ｌｏ。ｍｌ，小球直径为８ｍｔｎ。将Ｆ％ｏ．与ＰＡＮ粉末按ｌ：１质量比混合，研磨均匀后装人球罐在空气中球磨，球料比为１５：１，球磨机的转速为２００ｒ／ｍｉｎ。

球磨过程中定时取样进行ｘＲＤ、Ｍ６ｓｓｂａｕｅｒ谱、电导率、磁化曲线等测量。ｘＲＤ分析所川仪器为Ｄ／Ｍａｘ２２５０ｖ型全自动×射线衍射仪（ｃｕＫａ，＾一０．１５４１８ｎｍ）；Ｍ６ｓｓｂａｕｅｒ仪为等加速电磁驱动型，放射源为”ｃｏ（Ｐｄ），用２５“ｍ厚的ａ＿Ｆｅ箔进行速度标定；ＦＴＩＲ所用仪器为ＮｉｃｃｌｅｔＮｅｘｕｓ６７０型，分辨率为ｏ０９ｃｍ；磁化曲线由ＨＨ—ｌ５型振动样品磁强引‘测量；样品的电导率按文献［１２］的方法进行测定，即将粉末样品压片后测定。

３实验结果和讨论

３．１ＸＲＤ测试结果

图ｌ为Ｆｅ。Ｏ。原料（ａ）和Ｆ岛Ｏ。／ＰＡＮ混台粉料球磨２ｌｏｈ样品（ｂ）的ｘＲＤ谱图。由于ＰＡＮ的ｘＲｌ）特征谱主要位于２目＜２０。的低角度区且相对强度很弱ｍ］，因此在图１的ＸＲＤ谱图上显示的主要为Ｆ铂Ｏ。衍射峰的变化。球磨前为尖锐的Ｆｅ。ｏ。衍射峰，球磨２ｌｏ｝、，除Ｆ屯０。的特征衍射峰外，还新出现了强度较弱的衍射峰，表明球磨过程中有新的物相生成。对比ＪｃＰＤｓ标准卡，新的衍射峰与ｄＦｅ。ｏ。（１３５３４）的峰位基本一致，而在２口＝４４．６。处有一衍射峰出现，可能来自钢球与球罐磨损而产生的杂质‘“］。球磨后各衍射峰明显宽化，这说明球磨导致Ｆｅ。０。晶粒减小，应变和晶格缺陷增加，采用ｓｃｈｅｒｒｅｒ公式“”计算得到球磨２１０ｈ后Ｆｅ。Ｏ。晶粒大小平均为２ｌｎｍ。

＊基金项目：上海市科委纳米专项基金资助项目（０３５２ｎｍｌｌ３）

收到初稿日期：２００５０３０７收到修改稿日期：２００５—０６一１６通讯作者：姜继林作者简介：包蕾（１９８０一），女，上海人，硕士研究生．从事纳米复合材料研究。

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