石墨烯-聚苯胺復(fù)合吸波劑的制備及其電磁性能研究.pdf

1、本論文采用化學(xué)法和原位聚合法制備了鹽酸摻雜態(tài)聚苯胺以及石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料，利用傅立葉紅外光譜（FT-IR）、X射線衍射儀（XRD）、拉曼光譜（Raman）、掃描電子顯微鏡（SEM）、透射電子顯微鏡（TEM）等分析手段對(duì)聚苯胺及石墨烯/聚苯胺復(fù)合材料進(jìn)行了形貌結(jié)構(gòu)的表征，利用矢量網(wǎng)絡(luò)分析儀對(duì)產(chǎn)物的電磁特性進(jìn)行了研究，并借助第一性原理計(jì)算，建立了石墨烯/聚苯胺吸附模型，對(duì)其界面相互作用、結(jié)合能、電子態(tài)密度等進(jìn)行理論計(jì)算，從微觀層面解釋復(fù)

2、合材料介電性能變化機(jī)理。
　　實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示，通過(guò)化學(xué)氧化法制備的鹽酸摻雜態(tài)聚苯胺具有一定的結(jié)晶度，微觀形貌呈納米纖維狀。電磁參數(shù)的測(cè)試結(jié)果表明聚苯胺具有良好的介電性能，對(duì)電磁波吸收的吸收機(jī)制主要是電損耗，但是由于它的磁損耗較小，導(dǎo)致阻抗匹配較差，因而聚苯胺這種單純的電損耗物質(zhì)吸波性能較差，合成的聚苯胺在2-18 GHz頻段的最大吸收為-11.5dB，并不是一種非常理想的吸波材料。
　　利用原位氧化聚合的方法制備了石墨烯/聚苯

3、胺復(fù)合材料，聚苯胺納米粒子互相纏繞并鑲嵌在石墨烯表面。復(fù)合材料電磁參數(shù)的測(cè)試表明石墨烯/聚苯胺屬于介電損耗型材料，并且隨頻率的變化展現(xiàn)出獨(dú)特的介電響應(yīng)性能，與純聚苯胺相比，復(fù)合材料的復(fù)介電常數(shù)虛部以及介電損耗角正切值均表現(xiàn)出增大的趨勢(shì)，這種現(xiàn)象與偶極子的松弛極化效應(yīng)緊密相關(guān)。第一性原理計(jì)算的結(jié)果可以證明石墨烯與聚苯胺之間存在雜化的現(xiàn)象，這種分子間的效應(yīng)有效增強(qiáng)了材料的極化強(qiáng)度。
　　利用水合肼化學(xué)還原氧化石墨烯的方法制備單層還原氧

4、化石墨烯并與聚苯胺進(jìn)行復(fù)合，制備了具有特殊結(jié)構(gòu)的RGO/PANI復(fù)合材料，聚苯胺納米纖維規(guī)則有序地垂直排列在還原氧化石墨烯的表面。結(jié)果表明，復(fù)合材料的介電性能與苯胺的濃度密切相關(guān)，苯胺濃度過(guò)低和過(guò)高，都不能形成PANI定向包覆RGO的特殊結(jié)構(gòu)，只有滿足最佳合成條件（0.07mol/L）時(shí)才能獲得最佳的介電損耗性能。第一性原理計(jì)算驗(yàn)證了石墨烯與聚苯胺之間的相互作用以及電荷轉(zhuǎn)移，并且電荷的重新分配導(dǎo)致極化作用的增強(qiáng)。與純聚苯胺相比，RGO/