原位聚合法制备石墨／聚苯胺复合材料
聚苯胺的制备
随着社会科技的发展，绿色能源成为人类可持续发展的重要条件，而风能、太阳能等非可持性能源的开发和利用面临着间歇性和不稳定性的问题，这就催生了大量的储能装置，其中比较引人注目的包括太阳能电池、锂子电池和超级电容器等。
超级电容器作为一种新型化学储能装置，具有高功率密度、快速充放电、较长循环寿命、较宽工作温度等优秀的性质，目前在储能市场上占有很重要的地位，同时它也广泛应用于军事国防、交通运输等领域。
目前，随着环境保护观念的日益增强，可持续性能源和新型能源的需求不断增加，低排放和零排放的交通工具的应用成为一种大势，电动汽车己成为各国研究的一个焦点。
超级电容器可以取代电动汽车中所使用的电池，超级电容器在混合能源技术汽车领域中所起的作用是十分重要的，据英国《新科学家》杂志报道，由纳米花和纳米草组成的纳米级牧场可以将越来越多的能量贮存在超级电容器中。
随着能源价格的不断上涨，以及欧洲汽车制造商承诺在1995年到2008年之间将汽车CO2的排放量减少25%，这些都促进了混合能源技术的发展，宝马、奔驰和通用汽车公司已经结成了一个全球联盟，共同研发混合能源技术。
2002年1月，我国首台电动汽车样车试制成功，这标志着我国在电动汽车领域处于领先地位。
而今各种能源对环境产生的负面影响很大，因此对绿色电动车辆的推广提出了迫切的要求，一项被称为Loading-leveling(负载平衡)的新技术应运而生，即采用超大容量电容器与传统电源构成的混合系统“Battery-capacitor hybrid”(Capacitor-battery bank) [1]。
目前对超级电容器的研究多集中于开发性能优异的电极材料，通过掺杂与改性，二氧化锰复合导电聚合物以提高二氧化锰的容量[1、2、3]。
生瑜(是这个人吗？)等[4]通过原位聚合法制备了聚苯胺/纳米二氧化锰复合材料，对产物特性进行细致分析。
因导电高分子具有可逆氧化还原性能，通过导电高分子改性，这对于提高二氧化锰的性能和利用率是很有意义的。
原位聚合法合成PAN_EP防腐涂料及性能研究
重庆大学硕士学位论文原位聚合法合成PAn/EP防腐涂料及性能研究姓名：***申请学位级别：硕士专业：物理化学指导教师：***20060401摘要最新的研究表明，聚苯胺防腐涂料作为一种新型防腐涂料，因其具有高防腐性，无污染等优点而逐渐引起重视，并且成为导电聚苯胺最有希望的研究领域。
但聚苯胺不溶于水和常用有机溶剂，并且纯聚苯胺膜对钢铁的粘结性差。
因此，大量使用纯聚苯胺作为防腐涂料，无论从经济上讲还是从涂膜综合性能上讲都不是很理想。
因此，将聚苯胺与其它物质复合，形成聚苯胺复合防腐涂料，使涂料体系的防腐性能得到极大的提升，是目前聚苯胺防腐涂料应用研究最多的方法。
目前，聚苯胺复合防腐涂料主要是将聚苯胺粉末和其它聚合物共混形成的。
但其存在工艺复杂、生产成本高、环境污染大（聚苯胺生产过程涉及大量破乳剂的挥发、滤液排放以及纳米聚苯胺粉尘）等问题，而且聚苯胺在复合涂层中的分散性有待提高。
因此，采用原位聚合法制备聚苯胺复合防腐涂料应具有更大的优势。
本论文提出了在具有优异的附着力、耐介质酸碱性能的环氧树脂基料中，使苯胺单体均匀分散在环氧树脂溶液中，采用原位聚合法直接合成聚苯胺/环氧树脂复合防腐涂料。
利用相应的性能测试方法（如测量涂层的厚度、流平性、光泽性、干/湿态附着力等级和Tafel曲线），检测和比较不同反应条件下（如苯胺单体用量、氧化剂的用量、pH值、反应温度、聚合时间等）合成的聚苯胺复合涂层相关性能的差异，并通过正交实验确定了最佳反应条件。
在苯胺与环氧树脂质量比为1/5，苯胺与氧化剂的质量比为1/1，反应温度为25℃，反应时间为3h时。
然后采用红外光谱仪、热重分析仪、透射电镜、原子力显微镜、X射线衍射仪等现代分析测试手段对产品的微观结构、热稳定性、颗粒分散性和涂层的防腐蚀等性能进行了分析与表征。
透射电镜和原子力显微镜表明，聚苯胺在环氧树脂体系中所生成的颗粒及其分布比较均匀，易形成连续的复合涂层，从而保证复合涂层具有良好的防腐性能。
石墨烯聚苯胺复合材料
石墨烯/聚苯胺材料的应用
石墨烯/聚苯胺复合材料在MFC应用
石墨烯是一种六角形呈蜂窝晶格的单层片状结构的二维 新材料，具有导电能力强、比表面积大、突出的电学、力 学、热力学性能等优点。这使其成为最具潜力的高科技应 用材料，但石墨烯易发生团聚，分散性差，会影响其导电 性能。
将 GR 填充到 PANI 上制成复合材料，PANI 以 π-π键形式均匀分散在 GR 上，这种协同作用可避免 两种材料各自的不足，可较大程度地提高复合材料 的电化学性能。
［5］汪建德、彭同江、鲜海洋等. 三维还原氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及. 90-98
［6］何海波、王许云、白立俊等. 石墨烯/聚苯胺复合阳极的制备及在MFC中应 用［J］. 化工学报. 2014，65（6）. 2186-2192
4
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石墨烯/聚苯胺材料的应用
石墨烯/聚苯胺复合材料在MFC应用 MFC 阳极具有负载微生物、传递电子、底物氧
化等作用，是影响 MFC 产电性能的重要影响因素 之一。选择有潜力的阳极材料以及对其进行改性， 对 MFC 产电能力的提高具有重要的意义。
导电的聚苯胺是一种典型的π电子共轭结构的高 分子聚合物，但PANI 在化学氧化还原过程中体积变化 较大，导致其化学稳定性较差。
MFC
与金属相比，石墨烯/聚苯胺复 合材料作为电磁屏蔽材料具有 低密度、不易腐蚀、易加工等 优点
石墨烯/聚苯胺材料的应用
石墨烯/聚苯胺复合材料在超级电容器电极中的应用
聚苯胺(PANI)作为超级电容器的理想电极材料, 具有制备工艺简单、成本低廉、可逆性好、比容量 高、能进行快速的掺杂与去掺杂过程等一系列优点。 但由于在长时间的充放电循环过程中其结构易出现 溶胀和收缩行为, 导致其循环稳定性较差, 限制了它 的进一步应用, 与碳基材料复合是缓解此缺陷的最佳 途径之一。而作为新型碳材料的石墨烯有着良好的 结构稳定性、强导电性和大比表面积, 被认为是用来 克服PANI结构不稳定性的最佳碳材料之一。
复合材料种类
1.2.2石墨烯/聚合物纳米复合材料种类最近几年，以聚丙烯、聚甲基丙烯酸甲酯、聚苯胺、环氧树脂、硅橡胶等为基体的石墨烯复合材料的研究都有所报道。
其中出现了较多，关于石墨烯在高分子基体中达到纳米水平分散的研究。
这里简要介绍一些主要的石墨烯/聚合物纳米复合材料。
（1）聚苯胺（PANI）/石墨烯纳米复合材料聚苯胺（PANI）/石墨烯纳米纤维复合材料是用原位聚合方法，在酸性条件下,氧化石墨烯与苯胺单体聚合得到的[1]。
然后，使用水合肼还原不同氧化石墨烯质量比的PANI/氧化石墨烯复合材料。
最后，对还原的PANI再氧化和质子化生成PANI/石墨烯纳米复合材料。
Bhadra等[2]也报道过纯PANI这种类型的热降解。
PANI和PANI/石墨烯复合材料样品在同一温度范围内质量损失分别是40%和25%。
结果表明，PANI/石墨烯纳米复合材料热稳定性较之纯的PANI提高了。
同时，复合材料的导电率也有很大的增加。
（2）聚氨酯/石墨烯纳米复合材料使用原位聚合的方法制备功能化的石墨烯（FGS）/水性聚氨酯（WPU）纳米复合材料[3]。
由于FGS粒子在WPU基体中的均匀分散使纳米复合材料电导率比初始WPU增加了105倍。
由于导电通道的形成，在高分子基体中引发了电导率的突变。
当填充FGS仅为2%(Wt)时，可得到渗滤阀值。
（3）环氧树脂/石墨烯纳米复合材料Kuilla等[4]用原位插层聚合制备了环氧树脂石墨烯纳米复合材料环氧树脂的热导率很小。
但是，加入石墨烯后其热导率得到了显著提高。
填充5%(Wt)GO 的环氧树脂基复合材料其热导率是1W/mK，这是纯环氧树脂热导率的4倍。
当填充20%(Wt)GO的环氧树脂基复合材料其热导率增加到6.44W/mK。
这些结果表明石墨烯复合材料用于散热是一种很有前途的热界面材料。
（4）聚碳酸酯/石墨烯纳米复合材料通过熔融复合法，制备石墨和功能化石墨烯（FGS）增强的聚碳酸酯(PC)复合材料[5]。
石墨烯聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能
石墨烯聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能一、本文概述本文旨在探讨石墨烯聚苯胺复合材料的制备工艺及其电化学性能。
石墨烯，作为一种二维的碳纳米材料，因其出色的电导性、高比表面积和良好的化学稳定性，在电化学领域具有广泛的应用前景。
聚苯胺，作为一种导电聚合物，具有良好的电化学活性和环境稳定性。
将石墨烯与聚苯胺复合，可以充分发挥两者的优势，提高复合材料的电化学性能。
本文将首先介绍石墨烯和聚苯胺的基本性质，然后详细阐述石墨烯聚苯胺复合材料的制备方法，包括溶液混合法、原位聚合法等。
随后，通过对制备的复合材料进行结构表征和电化学性能测试，分析其电化学性能的影响因素及优化条件。
本文还将讨论石墨烯聚苯胺复合材料在超级电容器、锂离子电池等电化学器件中的应用潜力，并展望其未来的发展前景。
通过本文的研究，旨在为石墨烯聚苯胺复合材料的制备和应用提供理论支持和实践指导，推动其在电化学领域的广泛应用。
二、石墨烯聚苯胺复合材料的制备方法石墨烯聚苯胺复合材料的制备是一个融合了化学合成和纳米材料制备技术的复杂过程。
这种方法的关键步骤包括石墨烯的制备、聚苯胺的合成以及两者的复合。
我们需要制备高质量的石墨烯。
这通常通过化学气相沉积（CVD）法、氧化还原法或剥离法实现。
其中，氧化还原法是最常用的一种方法，它通过将天然石墨与强氧化剂反应，生成氧化石墨，再经过热还原或化学还原得到石墨烯。
接下来，我们合成聚苯胺。
聚苯胺的合成通常通过化学氧化聚合法进行，如使用过硫酸铵作为氧化剂，在酸性条件下将苯胺单体氧化聚合，生成聚苯胺。
制备石墨烯聚苯胺复合材料的核心步骤是将石墨烯和聚苯胺进行有效复合。
这可以通过溶液混合法、原位聚合法或熔融共混法实现。
其中，溶液混合法是最常用的一种方法。
将石墨烯分散在适当的溶剂中，然后加入聚苯胺溶液，通过搅拌或超声处理使两者充分混合。
随后，通过蒸发溶剂或热处理使复合材料固化。
为了进一步提高复合材料的性能，我们还可以在制备过程中引入其他添加剂或进行后处理。
反应条件对原位聚合法制备PANI／CIP复合材料的影响
合成树脂及塑料，０ ，８４ ２ ２ １２（：６ １ ）
ＣＨＩ ＮＡ ＹＮＴ Ｓ ＨＥＴＩ ＲＥＳＩ Ｃ Ｎ ＡＮＤ Ｐ ＡＳ Ｉ Ｌ Ｔ ＣＳ
反 应 条件 对 原 位 聚合 法 制备 Ｐ ＡＮＩ Ｐ ／ ＣＩ 复合 材 料 的影 响
李 国伟 ， 左培 艳 ， 杨 彬 ， 吴其 晔
烧 杯 中 ， 声 波 振 荡 ３ ｎ后 将 其 置 人 冰 水 浴 中 超 ０ｍｉ 机 械 搅 拌 ３ ｉ。然 后 取 一 定 浓 度 的 Ｈ １ 适 量 ０ｍ ｎ Ｃ和
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掺 杂 酸 ．均 可得 到 核壳 结 构 的 Ｐ Ｎ ／Ｉ 合 材 料 ，但 掺 杂 盐 酸 时综 合 效 果 较 好 。 盐 酸 浓 度 为 ０１ ｌ Ａ Ｉ Ｐ复 Ｃ ．５ｍｏ／ 制 备 Ｌ时
Ｐ ＩＩ ＡＮ ／ Ｐ复合 材 料 的反 应诱 导 期 短 ， 貌 均 匀 、 则 ， Ｃ 形 规 电导 率 较 高 。 Ｉ Ｃ Ｐ与苯 胺 （ ） 量 比 为 １： Ａｎ 质 ｌ和 ２： 时 均 可 得 １
到表观形貌较好的 Ｐ Ｉ Ｉ ＡＮ／ Ｐ复合 材 料 ， 随 着 ｍ（Ｉ） （ ｎ增 大 ， 合 材 料 的 电导 率 下 降 。 Ｃ 但 ＣＰ／ Ａ ） ｍ 复
桥 检 测 器 材 厂 生 产 ： Ｍ一 ７ ０ 型 扫 描 电 子 显 Ｊ Ｓ ６０Ｆ 微镜 ， 日本 Ｊ Ｏ Ｅ Ｌ电 子 仪 器 公 司 生 产 ； Ｑ ５ Ｂ型 Ｋ ～０ 超声 波 清洗器 ， 山 市超声 仪器 有 限公 司生产 。 昆
１２ Ｐ ． ＡＮＩＣ Ｐ复 合 材 料 的 制 备 ，Ｉ 取 适 量 Ｃ Ｐ加 入 到 盛 有 适 量 Ｐ Ｉ ＶＰ水 溶 液 的
酸碱质子理论凡是能给出质子的分子或离子称为酸(完整版)实用资料
酸碱质子理论凡是能给出质子的分子或离子称为酸（完整版）实用资料(可以直接使用，可编辑完整版实用资料，欢迎下载）酸碱质子理论：凡是能给出质子的分子或离子称为酸，凡是能接受质子的分子或离子称为碱。
如：HCl 为酸，-Cl 为碱。
酸碱质子理论只能局限于包含质子的放出和质子的接受。
各类溶液pH 值的求算：在弱酸（碱）溶液中，若加入含有相同离子的一种强电解质时，常时酸碱平衡移向生成分子的一方，是电离度大大下降。
另外，溶液浓度的变化和盐效应等对酸碱平衡也有一定的影响。
缓冲溶液的组成：由弱酸与共轭碱（或弱碱与共轭酸）构成的体系，具有缓冲溶液的性质。
缓冲原理：由于缓冲体系中存在着弱酸（或弱碱）的离解平衡，且共轭酸碱的浓度都是较大的，因此加入H +或OH －时，只是使平衡放生了移动，当重新建立平衡时，体系中的H +量并无明显变化。
从而保持体系的pH 值相对稳定。
但从这一点也可以看出，缓冲体系的缓冲能力是有限的。
当外加酸（或碱）的量相当大时，会使共轭酸碱对的某一方消耗尽而失却缓冲能力。
缓冲溶液的酸碱度可按以下公式计算：对弱酸和其盐体系：盐酸c c K a =+][H 或盐酸c c K lg p pH -=对弱碱和其盐体系：盐碱c c K b =-][OH 或盐碱c c K b lg p pOH -=溶度积表示式如下：A m B n A n+ + n B m-=sp K n m m n ][B ]A [-+n m m n ][B ]A [-+>sp K 有沉淀析出n m m n ][B ]A [-+=sp K 平衡n m m n ][B ]A [-+<sp K 沉淀溶解负离子的应用近几年，负离子的应用取得了突飞猛进的发展，各种负离子产品层出不穷。
不知不觉间，负离子已经应用到我们生活的各方各面，为我们的健康体魄、清洁环境以及美好未来默默做着贡献。
负离子灯负离子灯是现代科技与节能照明技术相结合的产物，兼具照明与生成负离子两个功能。
WO3@PANI_复合材料的制备及其pH_传感性能
包 装 工 程第45卷 第9期·120·PACKAGING ENGINEERING 2024年5月收稿日期：2024-02-25基金项目：江苏自然科学基金（BK20201142）；国家自然科学基金（51605280）；江苏省高等教育教改研究立项课题（2021JSJG464）；江苏省产学研合作项目（BY2019043） WO 3@PANI 复合材料的制备及其pH 传感性能魏昌洲1*，唐霞1，张韬1，张一帆1，陈晓刚2（1.无锡职业技术学院 机械工程学院，江苏 无锡 214121； 2.湛江卷烟包装材料印刷有限公司，广东 湛江 524000）摘要：目的 通过简单快捷的方法制备氧化钨（WO 3）/聚苯胺（PANI ）复合材料，获得高性能pH 传感器。
方法 WO 3和PANI 都是通过原位聚合法制备，在溶液中混合后旋涂在柔性碳基底上。
通过扫描电子显微镜、拉曼光谱、XRD 等技术对复合材料进行表征，证明复合材料的成功合成并进一步解释其传感增强原理。
结果 WO 3@PANI 可以在pH=2~10内工作，与单体材料相比具有较高的灵敏度（−53.13 mV ），较低的滞后度（3.8%）和较快的反应速度（16 s ），在10次酸碱循环测试后响应性保持在95%以上，且在12 h 的连续测试中可以保持稳定。
结论 一方面PANI 为WO 3提供了导电网络，并将WO 3均匀包裹在内；另一方面两者的p-n 结构共同作用，使得WO 3@PANI 的pH 传感性能进一步提高。
关键词：聚苯胺；氧化钨；pH 传感；复合材料中图分类号：TB48/TQ342 文献标志码：A 文章编号：1001-3563(2024)09-0120-09 DOI ：10.19554/ki.1001-3563.2024.09.015Preparation of WO 3@PANI Composites and Their pH Sensing PropertiesWEI Changzhou 1*, TANG Xia 1, ZHANG Tao 1, ZHANG Yifan 1, CHEN Xiaogang 2(1. School of Mechanical Engineering, Wuxi Institute of Technology, Jiangsu Wuxi 214121, China;2. Zhanjiang Cigarette Packaging & Printing Co., Ltd., Guangdong Zhanjiang 524000, China)ABSTRACT: The work aims to demonstrate a high-performance pH sensor based on tungsten oxide (WO 3)/polyaniline (PANI) composites. Both WO 3 and PANI were prepared by in-situ polymerization, mixed in solution and spin-coated onto a flexible carbon substrate. The composite was characterized by scanning electron microscopy, Raman spectroscopy, XRD and other techniques to prove the successful synthesis of the composite and further explain its sensing enhancement principle. WO 3@PANI could work at pH=2~10, with higher sensitivity (–53.13 mV), lower lag (3.8%) and faster reaction (16 s) compared with the monomeric material. The response remained above 95% after 10 acid-base cycle tests and remained stable during 12 h of continuous testing. On the one hand, PANI provides a conductive network for WO 3, and evenly wraps WO 3 in it; and on the other hand, the p-n structures of them work together to further improve the pH sensing performance of WO 3@PANI.KEY WORDS: polyaniline; tungsten oxide; pH sensing; compositespH 传感器提供氢离子浓度的对数测量，是实验室、诊所和工业中必不可少的分析工具[1-3]。
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在提 纯烘 干 洗 净 的天 然 石 墨 加 入 混 酸 ［ 硫 Ｖ（ 酸 ） Ｖ（ 酸 ）＝５ １ ， 拌 均 匀 ， 应 １ｍｉ， 人 ： 硝 ：］ 搅 反 ０ ｎ加 高锰 酸钾 （ ２ ） 充分 搅 拌 ， 反应 ５ｍｉ 水 洗 至 １％ ， 再 ０ ｎ， 洗液 呈 中性 ， 滤 、 干 （ 于 １０ ） 即得 可膨 胀 过 烘 低 ０℃ ，
瓣
曲
导率。用压片机将复合材料压制 成直径为 １ｒ ３ ｍ， ａ 厚 度为 ｌ ｍ 左右 的 圆片 。测试 结果 见表 ２ ｍ 。
表 ２ 材料 的电导率（ ／ ｒ） Ｓｅ ａ
过硫 酸 铵 的 浦 加 速 度 ／ （ Ｌ ￣ ｎ ｒ ／ｉ） ａ
图２ 硫酸铵 的滴加速度 与复合材 料电导率的关 系曲线
ｃ ｎｄ ｔ ｎ ｏ ０％ ｏ ａ ｈｉ ｓ ｇ １ ｏ Ｈ ， ０ｍｉ ｆｔ ｅ ｔｍｅ—ｃ ｎ ｕ ｎｇ ａ ｏ ｉ ｏ ｆ４ ｉ ｆｔ ｇ ｐ ｔ ｄｏ ａ ｅ， ｆｔ ｐ ５ ｈｅ ｒ ｅ ｈｅ ｎ ｏ ｉ ｈ ｏ ｓ ｍｉ ｎｄ４ｍＬ ／ｍｉ ｆｔ ｅ ｎｏ ｈ ｄ ｏ ｐｉ ｐ ｅ ｆｏ ｉ ａ ｔ ｔｗａ ｒ ｖ ｄ ｔ ａ ｅ ｃ ｍｐ ｓｔ ｆｐ ｅｅ ａ ｅ ｃ ｎ ｕｃｉ ｉ ｏ ｌ ｅ ｐ ｅ ａｅ ｒ ｐ ｎｇ ｓ ｅ ｄ ｏ ｘｄ ｎ ．Ｉ ｓ ｐ ｏ ｅ ｈ ｔｔ ｏ ｏ ｉｅ ｏ ｒ ｆｒ ｂｌ ｏ ｄ ｔｖｔ ｃ ｕ ｄ ｂ ｒ ｐ ｒ ｄ ｈ ｙ ｔ ｒ ｕ ｈ ｔ ｎ ｉ ｌ ｍｅ ｚ ｔ ｎ ｏ ｒ ｐ ｉｅ ａ ｄ ａ ｉｉ ｅ ｈ ｏ ｇ ｈｅ ｉ ｓｔ ｐｏｙ ｒ ａ ｉ ｆｇ ａ ｈ ｔ ｎ ｎ ｌｎ ． ｕ ｉ ｏ
先 称取一 定量 的膨 胀石 墨 和十二 烷基 苯磺 酸钠
在 大 约 １０ Ｌ蒸 馏 水 中 ， ０ｍ 超声 波 处 理 １０ ｉ ， 后 ８ ｍｎ 然
苯 胺浓度 一定 的情 况 下 ， 硫 酸 铵 在 溶液 中的浓 度 过
较 大时 ， 应 的活性 中心过 多 ， 利于形 成高分 子 的 反 不
收稿 日期 ：０２— ７—３ ２１ ０ ０
超声波细胞粉碎机 ， Ｊ８一Ｕ； Ｙ８ 四控针测试仪， Ｒ Ｓ一４ Ｆ —Ｉ Ｔ ；Ｔ Ｒ光谱 仪 ， ＩＯ Ｅ ３８ Ｘ Ｄ衍 射 ｒ ＮＣ ＬＴ０ ； Ｒ 仪 ，８ Ａ Ｖ Ｎ Ｅ 扫描 电镜 ， Ｅ ＡⅡ Ｍ 。 Ｄ一 ＤＡＣ； Ｖ Ｇ Ｘ Ｈ
石 墨 。再将 可膨 胀石 墨 在 １ ０ ￣ ０ ０Ｃ下膨 化 ， 到 膨 胀 得
石 墨 。
＼ ＼
瓣
曲
１３ 膨胀石 墨／ ． 聚苯胺 复合 材 料 的制备 选择 ４个 因素 ４个 水 平 进行 实验 。４个 相 关 因 素： 石墨 的掺 杂 量 （ 、 硫 酸 铵 滴 加 速 度 （ ） 反 Ａ） 过 Ｂ 、 应 时 间（ ） 盐酸 （ ） Ｃ、 Ｄ 。每个 因素 取 ４个 水 平 ， 表 见
Ｋ ｅ ｒ ｓ： ｏｙ ｎｉ ｎ ｙ ｗｏ ｄ ｐ ｌ ａ ｌ ｅ；ｇ ａ ｈ ｔ ｉ ｒ ｐ ｉｅ；ｃ ｎ ｕ ｔ ｉｙ ｏ ｄ ｃ ｉ ｔ ｖ
１７ ９ ７年 美 国科学 家 Ｈ ｅｅ 和 ＭａＤ ａｍ ｄ发现 ｅ ｇｒ ｃｉ ｉ ｒ
掺杂的聚乙炔 （ Ａ 具有金属的导电性 ， Ｐ） 从此导电高
苯胺的聚合速 度本来 就 比较快 ， 当反 应时 间超 过 ５ ｍｎ ， ０ ｉ后 发生了聚苯胺 的降解 ， 导致 了石墨／ 聚苯 胺复合材料的电导率的下降。
第 ８期
李 玉峰 ， ： 等 原位聚合法制备石墨／ 聚苯胺 复合 材料
・１ ３・
０ ＼
∞
Ｖ
其可能是 由于当 ｐ Ｈ值 ＜ ２时聚苯胺表现出金属性 ， ｐ Ｈ值 在 ２～ ４之 间 时 聚苯 胺 表 现 出半 导体 的性质 ， ｐ Ｈ值 ＝ ４时 聚苯 胺不 导 电 ， 因为 大部 分 石 墨颗 粒 又 是被 聚苯胺 所 包覆 所 以聚 苯 胺 的导 电性 能 ， 直 接 就
影响 到石 墨／ 聚苯胺 复合 材 料 的导 电性 能 。
３ 结 论
＼
瓣
曲
通 过单 因 素实验 证 明在 一定 条件 下石 墨与聚苯
胺 可 以形成 有一 定 导 电性 能 的复合 材 料 ， 石 墨 的 在
电池 、 金属 防腐 、 传感 器 、 电容 器 、 电磁屏 蔽及 抗静 电 等领域 有着 广 泛 而 深入 的应 用 前 景 。 因此 ， 电聚 导 苯胺 的研究倍 受 关注 … 。
天然鳞 片石墨 ， 攀枝花 中坝产 ，５— ０ ｍ； ７ ８ １ 苯 ｘ 胺， 天津市化学试剂一厂 ， 分析纯 ； 盐酸， 成都科龙化 工试剂厂， 分析纯 ； 十二烷基苯磺 酸钠 ， 成都科龙化 工试剂厂， 分析纯 ； 过硫酸铵 ， 成都科龙化工试剂厂， 分析纯 ； 无水乙醇 ， 成都科龙化工试剂厂 ， 分析纯。
１ １ ２ 实 验仪 器 ．．
膨胀石墨／ 聚苯胺复合 材料制备成功 可以广泛
运 用 于导 电材料 、 电池 、 电显器 、 电屏 蔽 、 静 微波 吸 收 的领域 。聚苯胺 具 有 塑料 的 密度 ， 具 有 金 属 的导 又 电性 和塑料 的可 加 工性 ， 具 备 金 属 和 塑 料 所欠 缺 还 的化学 和 电化学 性 能 ， 国防 工 业 上 可 用 作 隐 身材 在
第８ 期
李 玉峰 ， ： 等 原位聚合法制备石墨／ 聚苯胺 复合材料
原位聚合法制备石墨／ 聚苯胺复合材料
李 玉峰 ， 曾万 怡
（ 枝花 学 院 细 鳞 片石 墨深 加工重 点 实验 室 ， 攀 四川 攀枝 花 ６７ ０ ） １０ ０
摘要 ： 利用原位 聚合法制备 了细鳞 片膨 胀石墨／ 聚苯胺导电复合材料。通过实验 ， 找到 了膨 胀石 墨的掺杂 量、 氧化剂滴 加速度 、 反 应时间及 反应体 系 ｐ Ｈ值对 电导率影响规 律。最佳 实验条 件为 ： 石墨掺杂 ４ ％ ，Ｈ值 为 １ 反 应 时间 ５ ｍｉ， ０ ｐ ， ０ ｎ 氧化 剂 的滴 加速度 ４ Ｌ ｍｎ ｍ ／ ｉ。此条件制得 的复合物 电导率为 ４ Ｓ ｃ ０ ／ ｍ。证明石墨与聚苯胺复合可得 电导较好 的复合材料 。
加入 ３ ｍＬ苯胺 和一 定体 积 的盐 酸 ， 拌 均匀 后滴 加 搅 过 硫 酸铵溶 液 ， 应 温度 在 ２ ￣ 右 ， 应 ４ 反 ５Ｃ左 反 ｈ后 ， 加入一 定 的无 水 乙醇破 乳 ， 置 过夜 Ｊ 静 。 静 置过夜 后 ， 滤 ， 洗 、 抽 水 乙醇 洗 、 水 洗 ， 后 再 然
Ａｂ ｔ ａ ｔ Ｃｏ ｏ ｉ ｆ ｇ ａ ｈ ｔ／ ｏｙ ｎｌ ｅ ｗａ ｒ ｐ ｒ ｄ ｂ ｎ ｉ ｏｙ ｒ ａ ｉｎ Ｅｆ ｃ ｆ ｇ ａ ｈ ｔ ｓ ｒ ｃ ： ｍｐ ｓｔ ｏ ｒ ｐ ｉ ｐ ｌａ ｉ ｎ ｓ ｐ ｅ ａ ｅ ｙ ｉ ｓ ｕ ｐ ｌ ｍｅ ｉ ｔ ． ｆ ｔ ｏ ｒ ｐ ｉ ｅ ｅ ｉ ｔ ｚ ｏ ｅ ｅ ｄ ｓ ｇ ， ｒｐ ｉ ｇ ｐ ｅ ｏ ｘｄ ｎ ，ｔ ｏ ａ ｅ ｄｏ ｐｎ ｓ ｅ ｄ ｆ ｏ ｉ ａ ｔ ｉ ｍｅ — ｃ ｎ ｕ ｎ ａ ｄ Ｈ ｗ ｓ ｏ ｔ ｉ ｅ ｂ ｅ ｐ ｒ ｎ ｔ ｔ ｅ ｏ ｓ ｍｉ ｇ ｎ ｐ ａ ｂ ａｎ ｄ ｙ ｘ ｅ ｍｅ ｔ ｏ ｈ ｉ ｃ ｎ ｕ ｔ ｉ ｆ ｈ ｏ ｏ ｉ ． ｈ ｏ ｏ ｉ ｈ ｃ ｏ ｄ ｃｉｉ ｏ ｌ ｅ４ ／ ｍ ａ ｂ ａ ｎ ｄｕ ｄ ｒｔ ｅ ｏ ｄ ｃｉ ｔ ｏ ｅ ｃ ｍｐ ｓ ｅ Ｔ ｅ ｃ ｍｐ ｓ ｅ ｗ ｉ ｈ ｃ ｎ ｕ ｔ ｔ ｃ ｕ ｄ ｂ ０ Ｓ ｃ ｗ ｓａ ｔ ｉ ｅ ｎ ｅ ｖｙ ｔ ｔ ｔ ｖｙ ｈ
１２ 细鳞 片膨 胀石 墨 的制 备 ．
作者 简介 ： 李玉峰 （９ ５ ） 辽宁阜新人 ， １７ 一 ， 副教授 ， 主要从 事碳材料 、 功能材料研究 。
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山 东 化 工 Ｓ Ａ Ｄ Ｎ Ｈ ＭＩＡ Ｄ Ｓ Ｒ Ｈ Ｎ ０ Ｇ Ｃ Ｅ Ｃ ＬＩ Ｕ Ｔ Ｙ Ｎ
２１ ０２年第 ４ 卷 １
２ ３ 反应 时 间 ．
图３ 表明在 ５ｍ ｎ以下 随着反应时间的增加 ， ０ｉ 复合 材 料 的 电导 率 也 不 断 增 加 ， 当反 应 时 间 为 ５ ｍｎ时 ， ０ｉ 电导 率 最 大 ， 应 时 间超 过 ５ｒｉ ， 反 ０ ｎ时 复 ａ 合材料 的电导率有所下降。其可能原因是随着聚合
聚苯胺 ， 同时 ， 过剩 的氧化剂 还会 使高 分子链进 一步 氧化 ， 以至于 断链 为低 分子 化合 物 ， 导致 产物 的电导 率下降。
在 ６ ℃下真空干燥 ２ ｈ干燥后研成粉末 ， ０ ４， 得到膨胀 石墨／ 聚苯胺复合材料 。
２ 复合材 料 电导率测 试
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采 用 Ｒ Ｓ一 Ｔ ４四控针 测 试 仪测 量 复 合 材料 的 电
２ １ 膨胀 石墨 的加 入量 ．
时 间的延长表明当膨胀石墨的掺杂量为 ４ ％ 时， ０ 电导 率最大。随着膨胀石墨 的加入量增加 ， 复合材料 的 电导率 有上升趋 势 。说 明在 一定 的条 件下 聚苯胺 本 身是导电的， 但是石墨颗粒 为其聚合提供了一个基 体， 更有利于聚苯胺 的聚合 。
关 键 词 ： 苯胺 ； 墨 ； 电性 聚 石 导
中图分类号 ：６ ０３
文献标识码 ： Ａ
文章 编号：０ ８ ０ １ （ ０２ ０ ０ １ 一 ３ １ － ２ Ｘ ２ １ ）８— ０ ｌ ０ ０
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１ 。
石墨 的加入量／ ％
图 １ 石墨加入 量与复合 材料电导率的关系曲线 表 １ 因素及 水平 表
２ ２ 过硫 酸铵 的滴 加速度 ．
图 ２可 以看 出在过 硫 酸铵 的 滴加 速 度 比较 慢 时， 复合材料的电导率 随着滴加速度的增加也不断