Page 67 - 《精细化工》2021年第9期
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第 9 期 刘 佳，等: 对负离子对氧化石墨烯/聚苯胺电磁性能的影响 ·1781·
为无量纲量，j 为虚数单位。 对 3 种吸波剂进行 FTIR 和 XRD 表征，进一步
探究 3 种吸波剂的分子及晶体结构区别，结果见图
2 结果与讨论
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2、3。图 2 中，3440 cm 处为 N—H 键伸缩振动峰，
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2.1 形貌与结构分析 1557 和 1475 cm 分别归属于醌式结构 N==Q==N
图 1a~c 分别为不同掺杂酸条件下制备得到的 （Q 为醌环）和苯式结构 N==B==N（B 为苯环）中
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吸波粉体微观形貌照片；作为对照，图 1d 为樟脑磺 C==C 键的伸缩振动峰，1300 cm 处为芳香胺中 C
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酸掺杂条件下制备的纯聚苯胺微观形貌照片。对比 —N 键的弯曲振动峰，1240 cm 处为质子掺杂态聚
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发现，单纯聚苯胺呈直径约为 84 nm，长度不等的 苯胺极化子构型中特有的 C—N 键伸缩振动峰，
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纳米棒状形貌，而在复合物的 SEM 中并未发现聚苯 1100 和 800 cm 处分别为 C—H 键的面内和面外伸
胺纳米棒。3 种粉体形貌均为明显的聚苯胺纳米椎体 缩振动峰。结果表明，3 种粉体的分子结构同文献
阵列包覆氧化石墨烯片层的三明治形貌，如图 1 中插 中掺杂态聚苯胺分子结构基本一致 [20] ，各化学键位
图所示，这与本课题组先前报道保持一致 [17] ，可能 置并无明显差异，其中 1700 cm 附近峰归属于氧化
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的原因在于复合物制备过程中长时间的电磁搅拌使 石墨烯中 C==O 键的伸缩振动，表明复合物中的氧
得体系中苯胺阳离子均匀分布，其均相成核条件受 化石墨烯并未完全还原。
到制约，进而促使苯胺阳离子在氧化石墨烯模板上
的异相成核过程。对比图 1b 和 c 发现，三明治结构
片层与片层间存在聚苯胺纳米线粘连现象。掺杂态
的聚苯胺表现出来的宏观电导率（σ）可按式（1）和
（2）表示 [18-19] ：
e g 2 / R （1）
g e / L （2）
式中：e 为元电荷 1.6×10 –19 C，g 为无量纲电导（或
透射系数）；β 和 R 分别为在一个单元体中密集排列
的链数与最邻近颗粒数的比率和相邻颗粒间的平均
距离，nm；L 为连接颗粒间链的长度，nm；ζ 为定 图 2 H-PG、L-PG 和 S-PG 的 FTIR 谱图
域长度，nm。式（1）和（2）表明，颗粒间的链数 Fig. 2 FTIR spectra of H-PG, L-PG and S-PG
越多，颗粒间的间距越小，σ 越大，预示着 L-PG 和
S-PG 可能具有较高的电导率。
图 3 H-PG、L-PG 和 S-PG 的 XRD 谱图
Fig. 3 XRD patterns of H-PG, L-PG and S-PG
如图 3 所示，H-PG 和 S-PG 两种粉末的 XRD
谱图相近，在 2θ=8.5°、15.0°、20.5°、25.4°、27.0°
和 30.0°附近明显的衍射峰分别对应掺杂态聚苯胺
的(001)、(010)、(100)、(110)、(111)和(020)晶面，
与 POUGET 等 [21] 报道结果一致。L-PG 的衍射峰强
图 1 H-PG（a）、L-PG（b）、S-PG（c）和聚苯胺（d）
度相对较弱，(111)和(020)晶面的衍射峰并不明显，
的微观形貌
Fig. 1 Micromorphologies of H-PG (a), L-PG (b), S-PG (c) 原因可能在于左旋樟脑磺酸作为掺杂酸的同时，也
and PANI (d) 可作为表面活性剂帮助体系分散。
