石墨烯-聚苯胺復合吸波劑的制備及其電磁性能研究.pdf

1、本論文采用化學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）等分析手段對聚苯胺及石墨烯/聚苯胺復合材料進行了形貌結構的表征，利用矢量網絡分析儀對產物的電磁特性進行了研究，并借助第一性原理計算，建立了石墨烯/聚苯胺吸附模型，對其界面相互作用、結合能、電子態(tài)密度等進行理論計算，從微觀層面解釋復

2、合材料介電性能變化機理。
　　實驗結果顯示，通過化學氧化法制備的鹽酸摻雜態(tài)聚苯胺具有一定的結晶度，微觀形貌呈納米纖維狀。電磁參數(shù)的測試結果表明聚苯胺具有良好的介電性能，對電磁波吸收的吸收機制主要是電損耗，但是由于它的磁損耗較小，導致阻抗匹配較差，因而聚苯胺這種單純的電損耗物質吸波性能較差，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、胺復合材料，聚苯胺納米粒子互相纏繞并鑲嵌在石墨烯表面。復合材料電磁參數(shù)的測試表明石墨烯/聚苯胺屬于介電損耗型材料，并且隨頻率的變化展現(xiàn)出獨特的介電響應性能，與純聚苯胺相比，復合材料的復介電常數(shù)虛部以及介電損耗角正切值均表現(xiàn)出增大的趨勢，這種現(xiàn)象與偶極子的松弛極化效應緊密相關。第一性原理計算的結果可以證明石墨烯與聚苯胺之間存在雜化的現(xiàn)象，這種分子間的效應有效增強了材料的極化強度。
　　利用水合肼化學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行復合，制備了具有特殊結構的RGO/PANI復合材料，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。結果表明，復合材料的介電性能與苯胺的濃度密切相關，苯胺濃度過低和過高，都不能形成PANI定向包覆RGO的特殊結構，只有滿足最佳合成條件（0.07mol/L）時才能獲得最佳的介電損耗性能。第一性原理計算驗證了石墨烯與聚苯胺之間的相互作用以及電荷轉移，并且電荷的重新分配導致極化作用的增強。與純聚苯胺相比，RGO/