石墨烯_聚吡咯复合材料的制备及其导电性能研究.pdf

第48卷2012年第2期西北师范大学学报(自然科学版)
Vo】．482012No．2JournalofNorthwestNormalUniversity(NaturalScience)47

石墨烯吡咯复合材料的制备及其导电性能研究

莫尊理，高倩
(西北师范大学化学化工学院，甘肃兰州730070)

摘要：在超声条件下通过原位聚合反应制备出石墨烯／聚吡咯导电复合材料．用红外光谱(FT—IR)、扫描电镜
(SEM)和透射电镜(TEM)等分析手段对复合材料的结构进行表征．结果表明，聚吡咯均匀地包覆在石墨烯的表面，
热重分析(TG)和电导率测试结果显示复合材料相对于纯聚吡咯具有更好的热稳定性和电导率，这可能得益于原位聚
合中聚吡咯基体中的石墨烯纳米薄片的高电导率和高比表面积．
关键词：聚吡略；石墨烯；纳米复合材料；原住聚合
中图分类号：O635．1文献标识码：A文章编号：1001—988X(2012)02—0047—04

S～ynthesi‘sandconductivityof●graphene／polypyrrolecompos●itesv●ia
in—situpolymerizationunderultrasonic

MOZun-li，GA0Oian

(CollegeofChemistryandChemicalEngineering，NorthwestNormalUniversity，Lanzhou730070，Gansu，China)

Abstract：Graphene／polypyrro1ecompositeshavebeensuccessfullysynthesizedviainsitupolymerization
underultrasonic．Thetransmissionelectronmicroscopy(TEM)andscanningelectronmicroscope(SEM)

resultsshowthatPPydressesonthesurfaceofgraphenelayers．Theresultofthermogravimetricanalysis
(TGA)indicatesthatthegraphene／PPycompositeshavemoresuperiorthermalstabilitythanpurePPy．
Thevariationoftheelectricalconductivitiesshowsasubstantialincrement．Thisisperhapsduetothe

highconductivityandlargespecificsurfaceareaofthein-situformedgraphenenanosheetsinPPymatrix．

Keywords：polypyrrole；graphene；nanocomposites；in—situpolymerization

导电聚合物拥有低密度、结构多样化和分子设料等n¨．
计等多种优点，具有广阔的应用前景，在过去的研究表明，PPy／碳基纳米复合材料中的碳原
20年里受到了广泛的关注和研究[】]．聚吡咯子具有局部网络传导结构，电子可以通过隧道效应
(PPy)作为一种典型的导电聚合物，其合成简单、来增加导电性，其热稳定性和导电性比纯聚吡咯更
抗氧化性好、导电性高且容易成型，然而溶解性和好[1，且CNTs、石墨薄片等碳基无机纳米材料
加工性较差等缺陷限制了它的广泛应用．为此，通拥有良好的穿透性和延展性，便于制备导电薄膜复
常通过聚吡咯与无机物复合进行改性[5。]．目前，合材料[1引，因此PPy／碳基纳米复合材料引起了人
国内外已经有许多关于聚吡咯复合材料的报道，如们极大的研究兴趣．相对于CNTs和石墨薄片等
通过分散聚合制备的PPy／Fe。0[8]、PPy／SiO。[g碳基材料，石墨烯拥有优异的化学稳定性，很高的
复合材料以及无机相为高电导率的碳基纳米材料的比表面积和电导率，是一种非常好的无机填充材
PPy／碳纳米管(CNTs)Ll、PPy／石墨薄片复合材料[1，然而国内外石墨烯／PPy复合材料的研究

收稿日期：2010—10—25；修改稿收到日期：2010—12—13
基金项目：国家自然科学基金资助项目(29875018)；甘肃省自然科学基金资助项目(ZS991OA250008OZ)；甘肃省高分子
材料重点实验室基金资助项目
作者简介：奠尊理(1963一)，男，甘肃陇西人，教授，博士，博士研究生导师．主要研究方向为纳米复合材料
E-mail：[e-mail]

2012年第2期莫尊理等：石墨烯／聚吡咯复合材料的制备及其导电性能研究
2O12NO．2Synthesisandconduct