石墨烯聚苯胺复合材料

石墨烯复合材料石墨烯是单层碳原子通过sp2杂化形成的蜂窝点阵结构，属于二维原子晶体，此独特的空间结构，给石墨烯带来了优异的电学、力学、热学和比表面积大等性质。

但是二维石墨烯由于片层之间具有较强的π-π作用和范德华力，使得石墨烯容易聚集形成石墨，限制了石墨烯在各个领域中的应用。

因此，为了防止石墨烯的聚集和拓展石墨烯的应用，科研工作者将石墨烯与高分子或者无机纳米粒子进行复合，从而得到具有优异性能的复合材料。

石墨烯的复合材料具有化学稳定性高、比表面积大，易回收等特点，在环境治理方面受到了科学家的青睐。

一、石墨烯复合材料的分类和制备1、石墨烯-高分子复合材料石墨烯-高分子复合材料，石墨烯的独特的结构和性能，对于改善高分子的导电性、热性能和吸附能力等方面有非常大的应用价值。

制备石墨烯-高分复合材料最直接的方法是将高分子溶液与石墨烯的溶液混合，其中高分子和填充物在溶剂中的溶解能力是保证最佳分散度的重要因素。

因此，在溶液混合时，可以将石墨基质表面功能化来提高它在多种溶剂中的溶解度。

例如，异氰酸苯酯修饰的GO在在聚苯乙烯的DMF溶液中表现出了较好的溶解度。

2、石墨烯-无机纳米粒子复合材料无机纳米粒子存在着易于团簇的问题，并且选择合适的载体也是其广泛应用需要解决的问题。

石墨烯具有多种优异的性能，并且具有较大的比表面积，可以成为无机纳米材料的载体。

无机纳米粒子可以将易于团簇的石墨烯片层分开，防止团簇，从而两者形成石墨烯-无机纳米粒子新型的复合材料，这些材料广泛的应用于检测、催化和气体存储等方面。

目前已报道的有负载的金属纳米粒子Ag、Au、氧化物纳米粒子ZnO和Fe3O4等。

3、其它石墨烯复合材料石墨烯不仅仅可以和高分子、无机纳米材料复合，还可以同时结合高分子、纳米粒子和碳基材料中的一种或者两种，形成多元的含有石墨烯的复合材料。

这类材料具有多功能性，用于超级电容器或者传感器等。

二、石墨烯复合材料在水治理的应用1、吸附作用碳材料中活性碳和碳纳米管被广泛的应用于水净化领域，将石墨烯与其它化合物进行复合，这些复合材料在吸附污染物上有非常高的效率，可以应用于染料、多芳香环烃和汽油的吸附。

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。

石墨烯复合材料中的电磁波吸收性能研究近年来，石墨烯复合材料因其优异的性能引起了广泛的关注。

在复合材料的研究中，电磁波吸收性能是一项重要的指标，它直接影响到材料在电磁波应用中的实际效果。

本文将对石墨烯复合材料中的电磁波吸收性能研究进行探讨。

一、石墨烯复合材料的电磁波吸收机理石墨烯复合材料由石墨烯和其他材料复合而成，其中石墨烯作为复合材料中的一种纳米材料，具有出色的导电和导热性能。

当石墨烯复合材料受到电磁波的照射时，其表面电荷振荡会产生吸收能力。

此外，石墨烯复合材料中的磁散射和磁吸收也可以导致电磁波的吸收。

二、石墨烯复合材料的电磁波吸收性能研究现状在实际应用中，一般将石墨烯复合材料作为电磁波吸收材料来研究。

有研究表明，石墨烯复合材料具有较高的电磁波吸收性能。

例如，石墨烯/NiFe2O4复合材料的吸收峰值在3 GHz处达到-50 dB，这意味着这种复合材料可以有效地吸收电磁波。

另外，石墨烯/聚苯胺复合材料的吸收带宽也很宽，可以达到3 GHz到10 GHz。

这些研究表明，石墨烯复合材料具有较好的电磁波吸收性能。

三、石墨烯复合材料的改性方法为了使石墨烯复合材料具有更好的电磁波吸收性能，研究者们采用了各种方法来对石墨烯进行改性。

其中，掺杂和表面修饰是两种常见的改性方法。

1.掺杂改性掺杂是指在石墨烯中加入金属、非金属甚至有机物质。

这种掺杂可以改变石墨烯的导电性质，从而提高电磁波吸收性能。

例如，在石墨烯中掺杂碳纳米管可以引起由于磁吸收引起的迟滞效应，从而提高了石墨烯复合材料的吸收能力。

2.表面修饰改性表面修饰是指通过化学方法对石墨烯表面进行处理，增强石墨烯与复合材料之间的相互作用。

这种方法可以改善石墨烯在复合材料中的分散性和稳定性。

例如，将石墨烯表面修饰成氧化石墨烯或氢氟酸处理的石墨烯可以增强其与其他材料的相容性，提高复合材料的电磁波吸收性能。

四、石墨烯复合材料在电磁波应用中的展望石墨烯复合材料具有广阔的应用前景，特别是在电磁波领域中。

改性氧化石墨烯-聚苯胺复合材料的制备及防腐性能改性氧化石墨烯/聚苯胺复合材料的制备及防腐性能摘要：随着科技的不断发展和人们对环境保护的重视，防腐材料的研究逐渐成为热点。

本研究以聚苯胺（PANI）为基体，通过改性氧化石墨烯（GO）的加入制备了一种改性氧化石墨烯/聚苯胺（GO/PANI）复合材料，并对其防腐性能进行了研究。

结果表明，GO的引入显著提高了复合材料的电导率和机械性能，并且具有良好的防腐性能。

本研究为开发高性能防腐材料提供了新的思路。

关键词：改性氧化石墨烯，聚苯胺，复合材料，防腐性能 1. 引言近年来，防腐材料在工业生产和日常生活中扮演着重要的角色。

传统的防腐材料往往存在使用寿命短、防护效果不理想等问题，因此开发高性能的防腐材料成为迫切需求。

氧化石墨烯（GO）作为一种具有优异电子性能和化学稳定性的纳米材料，被广泛应用于各个领域。

然而，GO在防腐材料中的应用受限于其高电阻率和机械性能较差的问题。

因此，将GO与其他有机材料进行复合改性，以提高复合材料的电导率和力学性能，并同时具备优异的防腐性能，成为近年来的研究重点。

2. 实验部分2.1 材料的制备2.1.1 GO的制备采用改进的Hummers法制备GO。

首先将天然石墨加入浓硫酸中，并搅拌30分钟。

然后缓慢加入高锰酸钾，并继续搅拌1小时。

接下来将混合溶液稀释至10倍，加入冰浴中，并缓慢滴加稀磷酸。

最后用10% HCl溶液洗涤过滤得到GO。

2.1.2 GO/PANI复合材料的制备将得到的GO与聚苯胺（PANI）按照一定比例混合，并在溶剂中搅拌2小时使其均匀分散。

随后将混合物转移到模具中，用真空烘箱进行干燥，最后得到GO/PANI复合材料。

2.2 防腐性能测试采用电化学阻抗谱（EIS）技术对GO/PANI复合材料的防腐性能进行评估。

将复合材料制备成电极，并将其浸泡在含有NaCl的腐蚀介质中，通过测量电流和电位变化来研究复合材料的防腐蚀性能。

3. 结果与讨论3.1 GO/PANI复合材料的表征通过扫描电镜观察复合材料表面的形貌，可以看到GO均匀地分散在PANI的基体中。

氧化石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备、表征及其潜在应用 马兴法1, 2∗ 郑静 1 贺笑春 1 高明军1 李光3(1烟台大学环境/材料学院, 山东，烟台264005, 2浙江大学硅材料国家重点实验室, 浙江，杭州310027, 3浙江大学工业控制技术国家重点实验室, 浙江，杭州310027)摘要氧化石墨烯、导电聚苯胺是重要的多功能材料，在高能量的锂电池、超级电容器、催化、太阳能电池、化学传感、生物传感等领域有着较高的研究价值和潜在应用。

本文采用化学氧化法制得了氧化石墨烯，之后利用原位聚合途径合成了氧化石墨烯/导电聚苯胺纳米复合材料。

采用透射电镜（TEM）,原子力显微镜(AFM)，红外光谱(FTIR)，UV-Vis，X-射线衍射（XRD）等进行了相应表征。

为考察氧化石墨烯、氧化石墨烯/导电聚苯胺纳米复合材料的表面、界面特性，便于开发性能优异的纳电子器件，用所合成的纳/微米结构材料及其复合材料构筑了QCM结构化学传感器原型器件，对器件的吸附响应特性进行了对比考察。

探讨了存在的不足，并提出了一些改进的建议。

关键词: 氧化石墨烯； 纳米复合材料；表面与界面特性；吸附响应；化学传感Praparation, Characterizations, and Its Potential Applications of PANi/ Graphene Oxide Nanocomposite Xingfa Ma 1, 2*, Jing Zheng1, Xiaochun He1, Mingjun Gao1, and Guang Li3（1School of Environmental and Material Engineering, Yantai University, 264005, Yantai, 2State Key Laboratory of Silicon Materials, Zhejiang University, 310027, Hangzhou, 3National Laboratory of Industrial Control Technology, Institute of Advanced Process Control, Zhejiang University, 310027,Hangzhou）AbstractGraphene oxide (GO), nano/micro-structured polyaniline (PANi) are some typical important functional materials, which have many applications in lithium ion battery with high energy, supercapacitor, catalysts, solar cells, nanodevices, chemical sensors, biosensors and biomedical fields. In this paper, GO was obtained by using chemical oxidation method at room temperature, and nano/micro-structured GO/PANi composite was prepared with in-situ polymerization of aniline in the presence of GO suspension. A series of characterizations were examined by TEM (transmission electron microscopy), AFM (Atomic Force Microscope), XRD (X-ray diffraction), the Fourier-Transform Infrared (FTIR) spectra, UV-Vis, et al. To examine the surface and interface properties of GO, GO/PANi nanocomposite, chemical prototype sensors were constructed based on GO, GO/PANi nanocomposite and QCM device. The comparative response behaviors of the sensor to some typical volatile compounds operating at room temperature were investigated. The adsorption features to some typical volatile compounds were discussed. Some key issues and modification ideas were suggested for further investigation.Keywords: Graphene oxide (GO); Nanocomposites; Surface and Interface Features; Adsorption Response; Chemical sensors作者简介：马兴法，男，工学博士，副教授，从事有机-无机复合功能材料及器件性能研究； e-mail address: xingfamazju@。

“电化学性能研究”资料合集目录一、LiNiCoMn系锂电池正极材料的制备及其电化学性能研究二、高品质石墨烯聚苯胺复合材料的制备及电化学性能研究三、石墨烯及硒基纳米复合材料的设计合成与电化学性能研究四、细菌纤维素为基体合成Mo,Co,Cu基材料及其电化学性能研究五、剑麻纳米纤维素石墨烯聚苯胺复合材料的制备及其电化学性能研究六、纳米Fe3O4石墨烯电极材料制备及电化学性能研究LiNiCoMn系锂电池正极材料的制备及其电化学性能研究随着可再生能源技术的广泛应用，对高效、安全、长寿命的二次电池的需求也日益增长。

其中，具有高能量密度、长循环寿命的LiNiCoMn 系复合金属氧化物正极材料因其优秀的性能而备受。

本文将探讨LiNiCoMn系正极材料的制备方法及其电化学性能研究。

LiNiCoMn系正极材料的制备方法主要有固相合成法、液相合成法、溶胶-凝胶法、微波合成法等。

其中，液相合成法因为其制备过程简单、可大规模生产、成分均匀等优点而广泛使用。

液相合成法主要包括共沉淀法、溶胶-凝胶法等。

以共沉淀法为例，其制备过程如下：将含有Ni、Co、Mn的盐类溶解于水中，然后加入沉淀剂如氨水、氢氧化钠等，使金属离子形成氢氧化物沉淀。

然后将沉淀物过滤、洗涤、干燥，最后在一定温度下进行热处理，形成目标产物。

该方法可以制备出粒径均匀、分散性好的复合金属氧化物。

电化学性能是评价电池性能的重要指标，主要包括首次放电容量、循环效率、倍率性能等。

通过对这些指标的测量，可以了解材料的电化学活性、稳定性以及其在不同电流密度下的性能表现。

首次放电容量：指电池首次放电时的最大容量，通常以mAh/g为单位进行表示。

LiNiCoMn系正极材料具有较高的首次放电容量，显示出良好的电化学活性。

循环效率：指电池在充放电过程中，实际放出的能量与理论可放出能量的比值。

LiNiCoMn系正极材料在循环过程中表现出良好的结构稳定性和电化学稳定性，具有较高的循环效率。

石墨烯的制备及其电化学性能一、本文概述石墨烯，一种由单层碳原子紧密排列构成的二维纳米材料，自2004年被科学家首次成功制备以来，便因其独特的结构和优异的性能引发了全球范围内的研究热潮。

石墨烯以其高导电性、高热导率、高强度以及良好的化学稳定性等特性，在材料科学、电子学、能源科学等多个领域展现出巨大的应用潜力。

特别是在电化学领域，石墨烯因其高比表面积、优良的电子传输性能和化学稳定性，被广泛应用于电极材料、储能器件以及电化学传感器等方面。

本文旨在全面介绍石墨烯的制备方法及其电化学性能。

我们将概述石墨烯的基本结构和性质，以及其在电化学领域的应用背景。

随后，我们将详细介绍石墨烯的几种主要制备方法，包括机械剥离法、化学气相沉积法、氧化还原法等，并分析各方法的优缺点及适用范围。

接着，我们将重点探讨石墨烯在电化学领域的应用，包括其在锂离子电池、超级电容器、燃料电池等储能器件中的性能表现，以及其在电化学传感器中的应用。

我们将对石墨烯的电化学性能进行综合分析，展望其在未来电化学领域的发展趋势和应用前景。

二、石墨烯的制备方法石墨烯的制备方法多种多样，根据其制备原理，主要可以分为物理法和化学法两大类。

物理法：物理法主要包括机械剥离法、取向附生法和碳纳米管切割法等。

机械剥离法是最早用来制备石墨烯的方法，其原理是利用物体与石墨烯之间的摩擦和相对运动，得到石墨烯薄层材料。

取向附生法则是在一定条件下，使碳原子在金属单晶（如Ru）表面生长出单层碳原子，然后利用金属与石墨烯之间的弱相互作用，将石墨烯与金属基底分离。

碳纳米管切割法则是通过切割碳纳米管得到石墨烯纳米带。

化学法：化学法主要包括氧化还原法、SiC外延生长法、化学气相沉积法（CVD）等。

氧化还原法是通过将天然石墨与氧化剂反应，得到氧化石墨，再将其进行热还原或化学还原，从而制备出石墨烯。

SiC外延生长法是在高温条件下，使SiC中的Si原子升华，剩余的C 原子在基底表面重新排列，形成石墨烯。