《聚合物结构与性能》课程论文-石墨烯聚苯胺纳米复合材料导电性能的研究及其应用

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1、石墨烯/聚苯胺纳米复合材料导电性能的研究及其应用摘要：木文从单相聚苯胺到石墨烯/聚苯胺纳米材料的复合分析了三个课题组的研究工作，并概括总结了每个课题组的工作意义和优缺点，通过引入石墨烯，利用其良好的导电性及其较高的比表面结和稳定性来改善单相聚苯胺的性能不足的缺陷，从而改善了聚苯胺电容量的和电导率。关键词：聚苯胺，石墨烯/聚苯胺，比表面积，稳定性Abstract:inthispaper,fromasingleanilinetographene/polyani1inecompositeanalysisofthethreegroupofnemomater

2、ialsresearchwork,andeachtcamworksignificancearesummarizedandadvantagesanddisadvantages,withtheintroductionofgraphene,useofitsgoodconductivityandhighspecificsurfacejunctionandstabilitytoimprovetheperformanceofthesingletogetheranilinedefects,thusimprovingthepolyanilinecapacitanc

3、eandconductivity.Togethcrinthispaper,fromasingleanilinetographene/polyanilinecompositeanalysisofthethreegroupofnanomaterialsresearchwork,andeachtearnworksignificancearesummarizedandadvantagesanddisadvantages,withtheintroductionofgraphene,useofitsgoodconductivityandhighspecific

4、surfacejunctionandstabilitytoimprovethepcrformanceofthesinglctogetheranilinedefects,thusimprovingthepolyanilinecapacitaneeandconductivity.Keywords:polyaniline,graphene/pani,specificsurfacearea,stabi1ity1.前言20-Ht纪70年代末期，首次发现了导电聚合物聚乙烘(PA),打破了聚合物都是绝缘体的传统观念。这是一次具有划时代意义的事件，开辟了一个极具应

5、用前景的崭新领域一一功能高分子材料。为了表彰导电高聚物学科的开创者，美国的A.G.MacDiarmid和A.IIccger教授以及口本的II・Shirakawa教授获得了2000年诺贝尔化学奖。在众多导电聚合物材料中，聚苯胺(PANI)因其原料易得、制备过程简单、易制备不同形貌的纳米级产物，并具有掺杂/解掺杂过程可逆、导电性能良好、电化学性质稳定和环境稳定性好等优点，成为目前最受关注的导电聚合物之一。随着对聚苯胺纳米材料制备及性能研究的逐步深入，科研人员研发出许多可控制产物形貌的合成方法，并制得了多种具有特殊二维和三维形貌的聚苯胺纳米材料。[1]吉

6、林农业大学资源与环境学院和吉林农业大学学科建设处罗云清等人对模板法制备聚苯胺纳米管及性能应用进行了研究。[2]优点：1.罗云清等人利用自然界中易得的柳絮不仅有利于环境保护，而且会使所合成的产品PANI具有导电性能和可溶性能，这样解决了实际应用成为可能，从而会给社会发展创造出更大的经济效益。缺点：聚苯胺分子结构是由述原单元(-B-NH-B-NH-)和氧化构成，其中B和Q分别指单元(―b-N二Q二N-)分别苯环和苯醍。而聚苯胺处于不同程度的氧化还原状态，氧化还原活性位是不稳定的。所以其寿命和循环性较低。[3]中国石油兰州石化公司助剂厂乔伟强等人就高电活

7、性石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备和表征进行研究。[4]特点：a.因碳纳米管的大比表面积克服了聚合物骨架中的氧化还原活性位在反复多次的氧化还原过程中的不稳定性。引入石墨烯后，大大改善了聚苯胺的热稳定性。[5]b・又因为R(GO/PANI)的引入，使得比电容大大加强。缺点：在氧化石墨烯的制备过程中，氧原子的引入破坏了石墨的结构，致使剥离的氧化石墨烯失去导电性，限制了在导电纳米复合材料的应用。[5]ThermalExpansionofGrapheneComposites江南人学化学与材料工程学院魏从杰等人就聚苯胺纳米纤维/石墨烯复合物的制备及其电化学性

8、能进行研究。[6]特点：a.利用咅墨烯的二维平面结构，和棋优异的机械性能、导电性能和较高的比表面积。利用氧化石墨烯为聚苯胺