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采用溶胶-凝胶法制备高性能导电聚苯胺磁铁矿（PANI/Fe3O4）纳米复合材料

DOI：10.14233/ajchem.2018.21473 期刊：Asian Journal of Chemistry 出版年份：2018 更新时间：2025-09-09 09:28:46
摘要： 采用标准范德堡直流四探针法测量了溶胶-凝胶法制备的聚苯胺-四氧化三铁(PANI/Fe3O4)纳米复合材料的电导率。通过改变Fe3O4纳米颗粒的质量百分比(5%、10%、15%、20%和25%)，测定了PANI/Fe3O4的电导率变化规律。研究发现：含有特定比例Fe3O4纳米颗粒的聚苯胺电导率略低于块体聚苯胺纳米管，且随着Fe3O4纳米颗粒质量百分比的增加而急剧下降。高掺杂浓度(氧化剂)的聚合过程使PANI/Fe3O4纳米复合材料呈现较高电导率，通过优化这些复合材料参数可用于纳米纤维生产。利用傅里叶变换红外光谱、场发射扫描电子显微镜、X射线衍射和紫外-可见吸收光谱对PANI/Fe3O4复合样品的物相结构、形貌及官能团进行了表征。红外分析证实了含Fe3O4纳米颗粒的聚苯胺存在，场发射扫描电镜(FESEM)结果证明PANI/Fe3O4纳米复合材料中形成了纳米纤维。X射线衍射研究的结晶相表明Fe3O4纳米颗粒存在于聚苯胺基体中。
作者： Z.I. TAKAI，M.K. MUSTAFA，S. ASMAN
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研究概述 实验方案 设备清单

研究目的

采用溶胶-凝胶法制备聚苯胺-四氧化三铁（PANI/Fe3O4）纳米复合材料并研究其导电性与结构特性。

研究成果

通过溶胶-凝胶法，在四氧化三铁纳米颗粒存在下采用化学氧化聚合法成功合成了具有适宜导电性的PANI/Fe3O4纳米复合材料。该复合材料显示出作为传感应用纳米纤维开发中导电基质的潜力。研究强调了四氧化三铁纳米颗粒浓度对决定纳米复合材料导电性和结构特性的重要性。

研究不足

研究指出，聚苯胺/四氧化三铁纳米复合材料的导电性随四氧化三铁纳米颗粒浓度增加而降低，这归因于四氧化三铁纳米颗粒的绝缘特性。该方法在防止聚合过程中二次生长方面的有效性得到强调，但具体机制可能需要进一步研究。

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