采用改進的Hummers法制備了氧化石墨烯,通過苯胺的原位聚合和后續(xù)的去摻雜反應(yīng),使本征態(tài)聚苯胺修飾在氧化石墨烯表面。苯胺被吸附于氧化石墨烯表面并進行聚合反應(yīng),本征態(tài)聚苯胺大分子鏈通過π-π共軛效應(yīng),均勻包覆于氧化石墨烯表面,形成核（氧化石墨烯）-殼（本征態(tài)聚苯胺）納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。氧化石墨烯的二維片層結(jié)構(gòu)與本征態(tài)聚苯胺包覆層之間存在較強的相互作用,使得本征態(tài)聚苯胺在較高的溫度下緩慢熱分解,復(fù)合結(jié)構(gòu)表現(xiàn)出良好的熱穩(wěn)定性。本征態(tài)聚苯胺包覆層產(chǎn)生空間位阻效應(yīng),使氧化石墨烯難以聚集并均勻穩(wěn)定地分散在有機溶劑中。 

【文章來源】：化工技術(shù)與開發(fā). 2020,49(Z1)

【文章頁數(shù)】：5 頁

【部分圖文】：

聚苯胺的結(jié)構(gòu)通式

GO和EB-GO的FTIR光譜如圖2所示。圖2(a)是GO的FTIR光譜，1625 cm-1的峰對應(yīng)GO中石墨骨架sp2雜化的C=C結(jié)構(gòu)的特征吸收，1726 cm-1的峰對應(yīng)GO表面羧基C=O的伸縮振動，1403 cm-1的峰對應(yīng)GO表面羥基O-H的鍵面內(nèi)彎曲振動，1225 cm-1的峰對應(yīng)GO表面環(huán)氧基C-O的伸縮振動，1051 cm-1的峰對應(yīng)GO表面羥基醇C-O的伸縮振動，3200 cm-1～3600 cm-1的寬峰對應(yīng)GO表面吸水和GO表面-OH的伸縮振動。以上數(shù)據(jù)說明，采用改進的Hummers法在GO表面引入了羥基、羧基、羰基和環(huán)氧基等含氧基團[17]。圖2(b)是EB-GO的FTIR光譜，1623 cm-1的峰對應(yīng)EB-GO中石墨烯sp2雜化C=C結(jié)構(gòu)的特征吸收，1609 cm-1的峰對應(yīng)EB中醌環(huán)的C=C伸縮振動，1511 cm-1的峰對應(yīng)EB中苯環(huán)的C=C伸縮振動，1363 cm-1的峰對應(yīng)EB中N=Q=N(Q為醌環(huán)）的特征吸收，1332 cm-1的峰對應(yīng)EB中苯環(huán)上C-N的伸縮振動，1163 cm-1處的峰對應(yīng)EB中苯環(huán)C-C彎曲振動，1023 cm-1的峰對應(yīng)EB中醌環(huán)C-H彎曲振動，852 cm-1的峰對應(yīng)EB中苯環(huán)C-H彎曲振動，3400 cm-1附近的峰歸屬為EB中N-H的伸縮振動[18-20]。以上數(shù)據(jù)說明，苯胺單體在GO存在下，通過原位溶液聚合和后續(xù)的去摻雜反應(yīng)，形成了本征態(tài)聚苯胺并與GO復(fù)合在一起。2.2 拉曼光譜分析

GO和EB-GO的拉曼光譜如圖3所示。圖3(a)是GO的拉曼光譜，1340 cm-1的峰對應(yīng)GO的D峰，1581 cm-1的峰對應(yīng)GO的G峰，D峰是由石墨烯表面羥基、環(huán)氧基等含氧基團導(dǎo)致的結(jié)構(gòu)不規(guī)整造成的，反映了石墨烯的無規(guī)性，G峰是石墨烯sp2雜化結(jié)構(gòu)特征峰，對應(yīng)石墨的E2g模式，反映了石墨烯的結(jié)構(gòu)規(guī)整性、對稱性和結(jié)晶程度[21]。圖3(b)是EB-GO樣品的拉曼光譜，出現(xiàn)在1163 cm-1的峰對應(yīng)EB中醌環(huán)C-H的彎曲振動，出現(xiàn)在1256 cm-1的峰對應(yīng)EB中苯環(huán)C-H彎曲振動，出現(xiàn)在1487 cm-1的峰對應(yīng)EB中C=N伸縮振動，出現(xiàn)在1595 cm-1的峰對應(yīng)EB中苯環(huán)C-C伸縮振動[22]。在EB-GO的拉曼光譜中，GO位于1340 cm-1的D峰明顯減弱，位于1581 cm-1的峰，代表石墨烯sp2雜化結(jié)構(gòu)特征的G峰，被EB苯環(huán)C-C伸縮振動峰所覆蓋。以上數(shù)據(jù)說明，苯胺的原位溶液聚合和后續(xù)的去摻雜反應(yīng)，使得本征態(tài)聚苯胺大分子鏈修飾和包覆在GO表面，形成以GO為核、EB為殼的納米復(fù)合結(jié)構(gòu)。2.3 SEM形貌分析

【參考文獻】：
期刊論文
[1]硅烷偶聯(lián)劑改性氧化石墨烯的制備及表征[J]. 王慧茹,王鑫,趙雄燕.  應(yīng)用化工. 2019(01)
[2]石墨烯在復(fù)合防腐涂層中的應(yīng)用研究進展[J]. 李爽,張雙紅,楊波,郭華超,李悅,文芳.  中國塑料. 2018(12)
[3]超聲-離子沉淀法提取茶多酚及茶多酚還原修飾石墨烯研究[J]. 李石敬敏,許軍,高穎潔,陳春生.  化工技術(shù)與開發(fā). 2018(06)
[4]氧化石墨烯的制備及應(yīng)用研究進展[J]. 孟竹,黃安平,張文學(xué),郭效軍,張永霞,朱博超.  合成材料老化與應(yīng)用. 2017(06)
[5]聚苯胺防腐蝕機理及在涂料中的應(yīng)用研究進展[J]. 劉國杰.  中國涂料. 2016(11)
[6]石墨烯的表面修飾及其在常用樹脂改性中的應(yīng)用[J]. 楊敏然,劉曉國.  電鍍與涂飾. 2016(14)
[7]氧化石墨烯的制備及低溫還原研究[J]. 趙靜,張紅.  化學(xué)通報. 2016(06)
[8]微米聚苯胺/Fe3O4空心球的制備及吸波性能[J]. 李濤,張龍,陳穎,郭亞軍,杜雪巖.  高等學(xué)�；瘜W(xué)學(xué)報. 2015(04)
[9]氧化石墨烯復(fù)合材料的研究進展[J]. 鄧堯,黃肖容,鄔曉齡.  材料導(dǎo)報. 2012(15)
[10]苯胺與吡咯共聚物空心球的自組裝制備及性能[J]. 呂秋豐,張佳音,何志偉.  高分子學(xué)報. 2012(03)



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