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原位聚合制备聚苯胺石墨烯导电复合材料的工艺
引言
聚苯胺是一种聚合物，具有高导电性、热稳定和化学稳定等特性。因此，聚苯胺常被用作导电复合材料的一种重要成分。近年来，石墨烯作为一种新型的二维材料，其独特的导电和力学性质，使其成为一种极具开发潜力的材料，被广泛应用于导电复合材料的制备中。本文主要介绍了原位聚合制备聚苯胺石墨烯导电复合材料的工艺方法。该方法具有制备工艺简单，综合性能优异等特点。
材料与方法
1.实验材料
聚苯胺（PANI）、石墨烯氧化物（GO）、N-甲基吡咯烷酮（NMP）、溶剂异丙醇（IPA）、尿素等；
2.制备方法
（1）GO的制备
石墨烯氧化物是制备石墨烯的前体物质。以天然石墨粉为原料，在浓硝酸和硫酸的混合酸中氧化，得到石墨烯氧化物。将所得的石墨烯氧化物，通过超声分散在NMP中（1mg/mL）。
（2）聚苯胺和石墨烯复合物的原位聚合制备
将所得的GO/NMP混合物、PANI和尿素混合，手动磨粉配制为均匀的混合物。将得到的混合物轻轻地加热到50°C，稳定地搅拌10小时，即可制得聚合物复合材料。
实验结果
1.材料表征
为了确定所制备复合材料的化学成分和结构，对其进行了光学显微镜、傅里叶变换红外光谱、紫外-可见吸收光谱、热重-差热分析等表征。
2.性能表征
通过电学性能测试仪，对所制备的复合材料进行电学性能测试。测试结果显示，聚苯胺石墨烯复合材料具有好的导电性能，其导电率随填充物浓度的增加而增大，同时电阻率随着温度的升高而减小。
讨论
聚苯胺可以与许多无机材料组成复合材料。其中，聚苯胺和石墨烯复合体系具有良好的应用前景。石墨烯作为高性能材料的代表之一，结构稳定、导电性能极佳，有望在众多领域得到广泛应用。因此，在石墨烯导电复合材料中加入聚苯胺能够有效提高复合材料的导电性、稳定性和机械强度等性能。
在原位聚合制备聚苯胺石墨烯导电复合材料过程中，PANI与尿素同时发生聚合，形成一个三维网络结构，通过空间限制，使石墨烯和聚苯胺之间相互作用，进而形成了一种独特的复合材料结构。复合材料的导电性能受到石墨烯的填充浓度、石墨烯片层之间的接触质量、石墨烯氧化物表面化学状态、聚合物聚集状态等因素的影响。同时，该方法不依赖于高能消耗的化学方法或复杂的制备工艺，是一种简单、高效的制备方法，为聚苯胺石墨烯这一复合材料的制备提供了一种新的思路。
结论
综上所述，本文介绍了一种用原位聚合的方法制备聚苯胺石墨烯导电复合材料的工艺，并对其进行了表征和性能测试。实验结果显示，该复合材料具有优异的电学性能、稳定性和机械强度，可望在电子器件、传感器和储能材料等领域广泛应用。该方法具备制备工艺简单、操作方便等优点，为制备其他导电复合材料提供了一种新的思路。