本征态聚苯胺表面修饰氧化石墨烯的制备与表征
发布时间：2022-01-11 18:36
采用改进的Hummers法制备了氧化石墨烯,通过苯胺的原位聚合和后续的去掺杂反应,使本征态聚苯胺修饰在氧化石墨烯表面。苯胺被吸附于氧化石墨烯表面并进行聚合反应,本征态聚苯胺大分子链通过π-π共轭效应,均匀包覆于氧化石墨烯表面,形成核（氧化石墨烯）-壳（本征态聚苯胺）纳米复合结构。氧化石墨烯的二维片层结构与本征态聚苯胺包覆层之间存在较强的相互作用,使得本征态聚苯胺在较高的温度下缓慢热分解,复合结构表现出良好的热稳定性。本征态聚苯胺包覆层产生空间位阻效应,使氧化石墨烯难以聚集并均匀稳定地分散在有机溶剂中。
【文章来源】：化工技术与开发. 2020,49(Z1)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
聚苯胺的结构通式
GO和EB-GO的FTIR光谱如图2所示。图2(a)是GO的FTIR光谱，1625 cm-1的峰对应GO中石墨骨架sp2杂化的C=C结构的特征吸收，1726 cm-1的峰对应GO表面羧基C=O的伸缩振动，1403 cm-1的峰对应GO表面羟基O-H的键面内弯曲振动，1225 cm-1的峰对应GO表面环氧基C-O的伸缩振动，1051 cm-1的峰对应GO表面羟基醇C-O的伸缩振动，3200 cm-1～3600 cm-1的宽峰对应GO表面吸水和GO表面-OH的伸缩振动。以上数据说明，采用改进的Hummers法在GO表面引入了羟基、羧基、羰基和环氧基等含氧基团[17]。图2(b)是EB-GO的FTIR光谱，1623 cm-1的峰对应EB-GO中石墨烯sp2杂化C=C结构的特征吸收，1609 cm-1的峰对应EB中醌环的C=C伸缩振动，1511 cm-1的峰对应EB中苯环的C=C伸缩振动，1363 cm-1的峰对应EB中N=Q=N(Q为醌环）的特征吸收，1332 cm-1的峰对应EB中苯环上C-N的伸缩振动，1163 cm-1处的峰对应EB中苯环C-C弯曲振动，1023 cm-1的峰对应EB中醌环C-H弯曲振动，852 cm-1的峰对应EB中苯环C-H弯曲振动，3400 cm-1附近的峰归属为EB中N-H的伸缩振动[18-20]。以上数据说明，苯胺单体在GO存在下，通过原位溶液聚合和后续的去掺杂反应，形成了本征态聚苯胺并与GO复合在一起。2.2 拉曼光谱分析
GO和EB-GO的拉曼光谱如图3所示。图3(a)是GO的拉曼光谱，1340 cm-1的峰对应GO的D峰，1581 cm-1的峰对应GO的G峰，D峰是由石墨烯表面羟基、环氧基等含氧基团导致的结构不规整造成的，反映了石墨烯的无规性，G峰是石墨烯sp2杂化结构特征峰，对应石墨的E2g模式，反映了石墨烯的结构规整性、对称性和结晶程度[21]。图3(b)是EB-GO样品的拉曼光谱，出现在1163 cm-1的峰对应EB中醌环C-H的弯曲振动，出现在1256 cm-1的峰对应EB中苯环C-H弯曲振动，出现在1487 cm-1的峰对应EB中C=N伸缩振动，出现在1595 cm-1的峰对应EB中苯环C-C伸缩振动[22]。在EB-GO的拉曼光谱中，GO位于1340 cm-1的D峰明显减弱，位于1581 cm-1的峰，代表石墨烯sp2杂化结构特征的G峰，被EB苯环C-C伸缩振动峰所覆盖。以上数据说明，苯胺的原位溶液聚合和后续的去掺杂反应，使得本征态聚苯胺大分子链修饰和包覆在GO表面，形成以GO为核、EB为壳的纳米复合结构。2.3 SEM形貌分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的制备及表征[J]. 王慧茹,王鑫,赵雄燕. 应用化工. 2019(01)
[2]石墨烯在复合防腐涂层中的应用研究进展[J]. 李爽,张双红,杨波,郭华超,李悦,文芳. 中国塑料. 2018(12)
[3]超声-离子沉淀法提取茶多酚及茶多酚还原修饰石墨烯研究[J]. 李石敬敏,许军,高颖洁,陈春生. 化工技术与开发. 2018(06)
[4]氧化石墨烯的制备及应用研究进展[J]. 孟竹,黄安平,张文学,郭效军,张永霞,朱博超. 合成材料老化与应用. 2017(06)
[5]聚苯胺防腐蚀机理及在涂料中的应用研究进展[J]. 刘国杰. 中国涂料. 2016(11)
[6]石墨烯的表面修饰及其在常用树脂改性中的应用[J]. 杨敏然,刘晓国. 电镀与涂饰. 2016(14)
[7]氧化石墨烯的制备及低温还原研究[J]. 赵静,张红. 化学通报. 2016(06)
[8]微米聚苯胺/Fe3O4空心球的制备及吸波性能[J]. 李涛,张龙,陈颖,郭亚军,杜雪岩. 高等学校化学学报. 2015(04)
[9]氧化石墨烯复合材料的研究进展[J]. 邓尧,黄肖容,邬晓龄. 材料导报. 2012(15)
[10]苯胺与吡咯共聚物空心球的自组装制备及性能[J]. 吕秋丰,张佳音,何志伟. 高分子学报. 2012(03)
本文编号：3583262
【文章来源】：化工技术与开发. 2020,49(Z1)
【文章页数】：5 页
【部分图文】：
聚苯胺的结构通式
GO和EB-GO的FTIR光谱如图2所示。图2(a)是GO的FTIR光谱，1625 cm-1的峰对应GO中石墨骨架sp2杂化的C=C结构的特征吸收，1726 cm-1的峰对应GO表面羧基C=O的伸缩振动，1403 cm-1的峰对应GO表面羟基O-H的键面内弯曲振动，1225 cm-1的峰对应GO表面环氧基C-O的伸缩振动，1051 cm-1的峰对应GO表面羟基醇C-O的伸缩振动，3200 cm-1～3600 cm-1的宽峰对应GO表面吸水和GO表面-OH的伸缩振动。以上数据说明，采用改进的Hummers法在GO表面引入了羟基、羧基、羰基和环氧基等含氧基团[17]。图2(b)是EB-GO的FTIR光谱，1623 cm-1的峰对应EB-GO中石墨烯sp2杂化C=C结构的特征吸收，1609 cm-1的峰对应EB中醌环的C=C伸缩振动，1511 cm-1的峰对应EB中苯环的C=C伸缩振动，1363 cm-1的峰对应EB中N=Q=N(Q为醌环）的特征吸收，1332 cm-1的峰对应EB中苯环上C-N的伸缩振动，1163 cm-1处的峰对应EB中苯环C-C弯曲振动，1023 cm-1的峰对应EB中醌环C-H弯曲振动，852 cm-1的峰对应EB中苯环C-H弯曲振动，3400 cm-1附近的峰归属为EB中N-H的伸缩振动[18-20]。以上数据说明，苯胺单体在GO存在下，通过原位溶液聚合和后续的去掺杂反应，形成了本征态聚苯胺并与GO复合在一起。2.2 拉曼光谱分析
GO和EB-GO的拉曼光谱如图3所示。图3(a)是GO的拉曼光谱，1340 cm-1的峰对应GO的D峰，1581 cm-1的峰对应GO的G峰，D峰是由石墨烯表面羟基、环氧基等含氧基团导致的结构不规整造成的，反映了石墨烯的无规性，G峰是石墨烯sp2杂化结构特征峰，对应石墨的E2g模式，反映了石墨烯的结构规整性、对称性和结晶程度[21]。图3(b)是EB-GO样品的拉曼光谱，出现在1163 cm-1的峰对应EB中醌环C-H的弯曲振动，出现在1256 cm-1的峰对应EB中苯环C-H弯曲振动，出现在1487 cm-1的峰对应EB中C=N伸缩振动，出现在1595 cm-1的峰对应EB中苯环C-C伸缩振动[22]。在EB-GO的拉曼光谱中，GO位于1340 cm-1的D峰明显减弱，位于1581 cm-1的峰，代表石墨烯sp2杂化结构特征的G峰，被EB苯环C-C伸缩振动峰所覆盖。以上数据说明，苯胺的原位溶液聚合和后续的去掺杂反应，使得本征态聚苯胺大分子链修饰和包覆在GO表面，形成以GO为核、EB为壳的纳米复合结构。2.3 SEM形貌分析
【参考文献】：
期刊论文
[1]硅烷偶联剂改性氧化石墨烯的制备及表征[J]. 王慧茹,王鑫,赵雄燕. 应用化工. 2019(01)
[2]石墨烯在复合防腐涂层中的应用研究进展[J]. 李爽,张双红,杨波,郭华超,李悦,文芳. 中国塑料. 2018(12)
[3]超声-离子沉淀法提取茶多酚及茶多酚还原修饰石墨烯研究[J]. 李石敬敏,许军,高颖洁,陈春生. 化工技术与开发. 2018(06)
[4]氧化石墨烯的制备及应用研究进展[J]. 孟竹,黄安平,张文学,郭效军,张永霞,朱博超. 合成材料老化与应用. 2017(06)
[5]聚苯胺防腐蚀机理及在涂料中的应用研究进展[J]. 刘国杰. 中国涂料. 2016(11)
[6]石墨烯的表面修饰及其在常用树脂改性中的应用[J]. 杨敏然,刘晓国. 电镀与涂饰. 2016(14)
[7]氧化石墨烯的制备及低温还原研究[J]. 赵静,张红. 化学通报. 2016(06)
[8]微米聚苯胺/Fe3O4空心球的制备及吸波性能[J]. 李涛,张龙,陈颖,郭亚军,杜雪岩. 高等学校化学学报. 2015(04)
[9]氧化石墨烯复合材料的研究进展[J]. 邓尧,黄肖容,邬晓龄. 材料导报. 2012(15)
[10]苯胺与吡咯共聚物空心球的自组装制备及性能[J]. 吕秋丰,张佳音,何志伟. 高分子学报. 2012(03)
本文编号：3583262
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