Page 66 - 《精细化工》2021年第9期
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·1780·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 38 卷

                   [1]
                                                        [2]
            熵合金 、MXenes（过渡金属碳化物和氮化物） 、                         物电导率和介电损耗性能。
                                                     [4]
                                         [3]
            石墨烯（Graphene）及其衍生物 、碳纳米管 、碳
                     [5]
                                          [7]
                            [6]
            纳米线圈 、SiC 及导电高聚物 等。其中聚苯胺                           1   实验部分
            （PANI）以其良好的化学稳定性、低密度、制备简                           1.1   试剂与仪器
                                                        [8]
            单、优异的生物相容性及其掺杂后可控的电导率 ，                                棕色氧化石墨烯粉体（山东 OBO 欧铂新材有限
                                                     [9]
            成为目前最受青睐的介电损耗型吸波剂之一 。掺
                                                               公司）片径为 10~20 μm，氧质量分数为 40%~45%，
            杂酸的质子与聚苯胺的氮原子结合，主链上发生电
                                                               碳氧物质的量比为 1.3~1.5；苯胺、过硫酸铵（国药
            子转移后形成极化子或双极化子等载流子以实现导                             集团化学试剂有限公司）；浓盐酸（天津市科密欧试
            电性能，而掺杂酸的对负离子作为负电荷补偿以维                             剂有限公司）；稀硫酸（浓度 1 mol/L，深圳市碳拓
            持主链的正负电荷平衡。STAFSTRÖM 等                [10] 提出的     科技有限公司）；左旋樟脑磺酸（上海麦克林生化科
            掺杂态聚苯胺极化子构型结构式如下所示，其中 A                       –    技有限公司），以上试剂均为分析纯。
            为对负离子。而由于掺杂态聚苯胺通常具有较高的                                 Nova Nano 场发射扫描电子显微镜，美国 FEI
            电导率，严重的阻抗失配往往制约其吸波性能。氧                             公司；Optics Vertex70 型傅里叶变换红外光谱仪，
            化石墨烯（GO）单原子片层中占面积含量 2%的孔                           德国 Bruker 公司；XRD-6000 型 X 射线粉末衍射仪，
            洞、16%的石墨化区域、82%的高度紊乱即高度氧化                          日本岛津公司；8720B 型矢量网络分析仪，美国
            区域   [11] 赋予其优异的亲水性、分散性、透光性及透                      Agilent 公司；RTS-9 型双电测四探针测试仪，苏州
            波性，加之巨大的比表面积和稳定的物化性能，是                             晶格电子有限公司。
            完美的二维模板材料          [12] ，与聚苯胺复合也可用于改               1.2   方法
            善阻抗匹配。                                                 称取 60 mg 棕色氧化石墨烯粉体超声分散于
                                                               30 mL 去离子水中，制得质量浓度为 2 g/L 的氧化石
                                                               墨烯分散液。将 1.96 mL 苯胺与 30 mL 浓度 1 mol/L
                                                               盐酸溶液混合，电磁搅拌 30 min，与上述氧化石墨烯
                                                               分散液混合再次电磁搅拌 30 min。另称取 4.900 g 过
                                                               硫酸铵充分溶于 20 mL 浓度 1 mol/L 盐酸，逐滴加
                 虽然关于石墨烯/聚苯胺复合吸波剂的研究较                          入上述氧化石墨烯、苯胺盐酸混合液中，室温下不
            多，但主要基于成分设计复合第 3 种磁性组元                    [13] 。   断剧烈搅拌反应 24 h，产物先后用去离子水、无水乙
            ZHAO 等  [14] 制备了 PANI/GO/Fe 3O 4 纳米复合物，其最          醇多次洗涤至滤液呈中性、无色，将得到的墨绿色
            低反射损耗可达到–53.5 dB（2.0 mm）。LIU 等            [15] 制   滤饼于 50  ℃真空干燥 24 h，终产物为盐酸掺杂的
            备了磁性石墨烯@PANI@多孔 TiO 2 的三元异质结                       氧化石墨烯/聚苯胺复合物，标记为 H-PG。先后用
            构，其最低反射损耗可达–45.4 dB，有效吸波频宽                         1 mol/L 左旋樟脑磺酸溶液、0.5 mol/L 稀硫酸溶液
            可达 11.5 GHz（1.0~3.5 mm）。而这不利于简化操作                  替代 1 mol/L 盐酸溶液，其他制备操作同上，分别
            步骤及更好地发挥氧化石墨烯、聚苯胺轻质的优势。                            得到左旋樟脑磺酸掺杂和稀硫酸掺杂的氧化石墨烯
            少量的石墨烯/聚苯胺二元复合吸波剂的研究基本                             /聚苯胺复合物，分别标记为 L-PG、S-PG。
            采用盐酸为掺杂酸。CHEN 等            [16] 合成的盐酸掺杂态           1.3   结构表征与性能测试
            石墨烯/聚苯胺复合材料，最佳吸收峰可达–36.9 dB                            SEM 测试：工作电压 20 kV。FTIR 测试：采用
            （3.5 mm）。但复合物的电导率、介电损耗性能与纯                         溴化钾压片法对氧化石墨烯/聚苯胺样品进行 FTIR
                                                                                          –1
            态聚苯胺的相差悬殊，原因可能在于 PANI 链中 N                         测试，测试范围 400~4000 cm 。XRD 测试：靶材
            原子与石墨烯π电子间的交互作用破坏了石墨烯中                             为铜靶（λ=0.154184 nm），测试范围 2θ=5°~40°，扫
            的共轭体系，对 PANI 中的电荷转移也造成影响，                          描速度为 4.0 (°)/min，步长为 0.04°。电磁性能测试：
            复合物中二者间的电荷转移效率有待进一步加强。                             将待测粉体与石蜡以 1∶4 质量比均匀混合，采用热
                 基于文献调研，本文采用原位化学氧化聚合法，                         压成型方式制得外径 7.00 mm、内径 3.00 mm、厚
            以氧化石墨烯作为聚苯胺的二维生长模板，选取一                             2.00 mm 的标准待测样，经矢量网络分析仪测得电
            元无机强酸盐酸、二元无机强酸 H 2 SO 4 和一元有机                      磁参数，测试频段为 2~18 GHz。电导率测定为全粉
            强酸左旋樟脑磺酸为掺杂酸，在控制质子浓度一致                             压片制样。
            时，探究对负离子种类对氧化石墨烯/聚苯胺复合材                                相对复介电常数 ε r =ε′–jε″和相对复磁导率 μ r =
            料形貌的影响，并试图增强氧化石墨烯与聚苯胺间                             μ′–jμ″，其中实部 ε′、μ′代表材料对电磁波的储存能
            的电荷转移，在不破坏阻抗匹配前提下，增强复合                             力，虚部 ε″、μ″代表材料对电磁波的损耗能力，均
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