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石墨烯/醋酸摻雜態聚苯胺的制備及其防腐性能

830   編輯:中冶有色網   來源:楊小剛,崔世宏,李斌,王傳潔,韓捷佳  
2024-04-10 14:51:47
聚苯胺(PANI)是一種導電高分子材料,具有優異的電導率和良好的化學穩定性,在傳感器、電子場發射源以及防腐材料等領域得到了廣泛的應用[1] 石墨烯(RGO)是一種碳原子以sp2雜化軌道組成六角型呈蜂巢晶格的二維碳納米材料,具有優異的力學、電學和熱學性能,廣泛應用在復合材料、海水淡化、能源存儲或太陽能電池等領域[2,3] 將聚苯胺和石墨烯復合制備出的復合材料結合了兩者的優點,性能更為優異,在傳感器和電池材料等方面有良好的應用前景[4,5] 但是,對這種復合材料在防腐蝕領域的應用研究得比較少 Kim等[6]將苯胺加入含有石墨烯納米片(GNS)的鹽酸溶液中制備出石墨烯納米片/聚苯胺(GNS/PANI)復合材料,具有更好的電化學性能 K. W. Cai等[7]用原位聚合制備RGO/PANI復合材料,并將RGO/PANI與水性聚氨酯(WPU)共混制備出復合涂層 與純聚氨酯涂層相比,這種復合涂層的耐腐蝕性能顯著提高 鄒明明等[8]制備了改性氧化石墨烯/聚苯胺(GSGO/PANI)復合材料,在純酸體系中表現出優異的耐腐蝕性能 目前,對石墨烯和聚苯胺復合材料的研究,只限于無機酸體系和一次摻雜聚苯胺 本文利用苯胺摻雜、解摻雜的可逆性[9,10],先在醋酸體系中將RGO與不同比例的ANI原位復合得到一次摻雜態產物,用氨水解摻雜后再進行醋酸摻雜得到二次摻雜態產物 研究二次摻雜對石墨烯/聚苯胺納米復合材料形貌和性能的影響 1 實驗方法1.1 PANI和RGO/PANI不同摻雜態納米復合材料的制備 一次摻雜態PANI和RGO/一次摻雜態PANI的制備:選取1 mol/L醋酸(HAC,分析純)作為一次摻雜酸,取兩份20 mL HAC溶液,一份加入0.73 mL苯胺(ANI,分析純)和RGO(自制),另一份加入2.28 g過硫酸銨(APS,分析純),將兩者混合充分攪后在室溫下靜置反應24 h 將所得產物分別用去離子水(自制)和無水乙醇(分析純)清洗至中性,將其干燥和研磨得到RGO/一次摻雜態PANI產物 將RGO與ANI的質量比設為1:5、1:10、1:15、1:20、1:25,重復以上制備步驟制備出RGO/一次摻雜態PANI納米復合材料,依次記為RGO/PANI5,RGO/PANI10,RGO/PANI15,RGO/PANI20,RGO/PANI25 不添加RGO,按照上述步
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