高分子材料因为具有很多普通材料所没有的卓越性能，被广泛应用在国防建设与社会经济建设的多个领域。 在高分子复合材料中，高分子导电材料又被视为重中之重。除了普通高分子材料所拥有的基础性能，高分子导电材料则同时还拥有可控电磁参数，具有较高导电率，可大面积制备成膜等普通高分子材料没有的优异性能。 本论文采用化学氧化聚合法制备导电聚吡咯，研究了不同的反应时间对聚吡咯电导率的影响，发现随着反应时间的增长，聚吡咯的电导率变化不大。通过红外光谱分析表明所得样品确实为聚吡咯。通过扫描电镜测试表明聚吡咯的形貌是球形颗粒状，紧密堆积团聚较为明显。通过热重分析表明了聚吡咯具有非常良好的热稳定性。 本论文采用原位聚合法制备聚吡咯/Fe
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磁性纳米复合材料，研究了加入不同含量的磁性纳米Fe
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粒子对复合材料的导电性能和磁性能的影响。可以看出随着磁性纳米Fe
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粒子含量的增加，导电性能先降低后升高，而磁性能不断增加。通过红外光谱分析和拉曼光谱分析表明了聚吡咯的粒子与磁性纳米Fe
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粒子之间存在有一定的相互作用。通过扫描电镜分析表征了复合材料呈球形结构，复合材料并不是简单的共混，而是磁性纳米Fe
O
粒子被聚吡咯所包覆，形成核壳结构。通过热重分析表明了聚吡咯/Fe
O
磁性纳米复合材料的热稳定性较好。本论文采用原位聚合法制备聚吡咯/氧化石墨烯复合材料，研究加入不同含量的氧化石墨烯对复合材料导电性能的影响。发现相比较于纯聚吡咯，复合材料的导电性能有所提高。通过红外光谱分析表明了聚吡咯粒子和氧化石墨烯之间存在相互作用。通过扫描电镜分析表明了聚吡咯/氧化石墨烯复合材料具有层状结构，有利于提高分子链的有序性，从而影响其导电性能。关键词聚吡咯；磁性纳米Fe
O
；氧化石墨烯；复合材料；导电性能。
目录
第一章 绪论 1
1.1 引言 1
1.2 聚吡咯（PPy） 1
1.2.1 聚吡咯的结构及导电机理 2
1.2.2 聚吡咯的合成方法 2
1.2.3 聚吡咯的合成机理 3
1.3 聚吡咯/Fe
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磁性纳米复合材料 5
1.3.1 磁性纳米Fe
O
5
1.3.2 聚吡咯/无机纳米复合材料 5
1.3.3 聚吡咯/Fe
O
 *景先生毕设|www.jxszl.com +Q: ^351916072^ 

磁性纳米复合材料的制备方法 6
1.4 聚吡咯/氧化石墨烯复合材料 7
1.4.1 氧化石墨烯 7
1.4.2 氧化石墨烯的制备 8
1.4.3 聚吡咯/氧化石墨烯复合材料的制备 8
1.5 选题意义及研究内容 8
1.5.1 选题意义 8
1.5.2 研究内容 9
第二章 实验药品及分析表征方法 10
2.1 实验药品及设备 10
2.2 分析表征及测试手段 11
第三章 聚吡咯的制备与性能测试 13
3.1 前言 13
3.2 实验部分 13
3.3 结果与讨论 15
3.3.1 聚吡咯的形貌分析 15
3.3.2 聚吡咯的红外光谱分析 16
3.3.3 聚吡咯的热稳定性分析 17
3.3.4聚合时间对聚吡咯的影响 17
3.4 本章小结 18
第四章 聚吡咯/Fe
O
磁性纳米复合材料制备及性能测试 19
4.1 前言 19
4.2 实验部分 20
4.3结果与讨论 21
4.3.1 聚吡咯/Fe
O
磁性纳米复合材料的扫描电镜分析 21
4.3.2 聚吡咯/Fe
O
磁性纳米复合材料的红外光谱分析 23
4.3.3 聚吡咯/Fe
O
磁性纳米复合材料的拉曼光谱分析 24
4.3.4 聚吡咯/Fe
O
磁性纳米复合材料的热重分析 25
4.3.5 磁性纳米Fe
O
粒子的含量对复合材料电导率的影响 26
4.3.6 磁性纳米Fe
O
的含量对复合材料磁性能的影响 27
4.4 本章小结 28
第五章 聚吡咯/氧化石墨烯复合材料的制备及性能初探 29
5.1 前言 29
5.2 实验部分 29
5.3 结果与讨论 31
5.3.1 聚吡咯/氧化石墨烯复合材料的的扫描电镜分析 31
5.3.2 聚吡咯/氧化石墨烯复合材料的红外分析 32
5.3.3 不同含量的氧化石墨烯对复合材料电导率的影响 33
5.4 本章小结 34
结论 35
致谢 36
参考文献 37
第一章 绪论
1.1 引言
高分子材料是一种比普通材料拥有更多卓越性能的特殊材料，被广泛应用在国防建设与社会经济建设的多个领域。
高分子复合材料，是指通用高分子材料与和与它性质、组成、形状不同的另一种物质复合而成的多相材料。通常分为结构型和功能型复合材料。高分子复合材料相比较于传统类型的高分子材料，具有非常大的优势。最大的优势之处是同时具备各种原料材料的性能，还可以根据人们使用的方向，有目的性地选取原料材料，让复合材料具有满足人们的特定需求的特殊性能。
在高分子复合材料中，高分子导电材料又被视为重中之重。除了普通高分子材料所拥有的基础性能，高分子导电材料则同时还拥有可控电磁参数，具有较高导电率，可大面积制备成膜等普通高分子材料没有的优异性能。同时成为多种金属材料和无机导电材料的替代选择，被人们广泛应用在电子工业、航天业、汽车业、生物业、通信工业、信息业等多种多样的研究领域。
导电高分子聚合物是从1970年左右开始，被人们不断钻研，取得实质性的突破，发展成为一个具有时代意义的研究领域，具有非凡的影响力，在当代依然具有可观的发展前景。如今的导电高分子聚合物，已经在各个领域的应用和发展取得成效，但依然无法实行大规模应用。随着科技的不断发展，人们对高分子材料的性能要求更高，在开发中引入了纳米技术以及自组装技术，因此集两种或多种性质于一身，保留各组分优点并同时发挥作用的聚合物复合材料应运而生
。
1.2 聚吡咯（PPy）
常温下的吡咯单体呈无色油状液体，微溶于水，以三氯化铁或过硫酸铵等作为氧化剂可以制备它的聚合物。聚吡咯通常为黑色固体，绝大多数种类的溶剂都无法将它溶解。在众多的导电高分子聚合物中，聚吡咯是含有长程共轭π键结构的本征型导电聚合物
。
1.2.1 聚吡咯的结构及导电机理
聚吡咯具有2，5偶联环形的化学结构，是一种半节晶的高分子，在晶体中相邻的吡咯环的排列方式不同，因而两个吡咯环构成一个重复单元
，如下图为其结构：
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图1.1 聚吡咯的分子链
Fig 1.1 molecular structure of polypyrrole

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