采用直流電弧放電法制備高結晶性石墨烯，利用乙醇助溶分散法得到石墨烯/聚苯胺電磁屏蔽復合材料，研究不同摻雜比例的石墨烯/聚苯胺復合材料的電磁屏蔽性能。拉曼光譜分析表明：由于石墨烯與聚苯胺之間的相互作用，復合材料中聚苯胺特征峰比純聚苯胺特征峰稍弱或向低頻方向移動。復合物的電導率隨石墨烯摻雜量的增加而增大，當摻雜質量分數為25%時，其電導率達到19.4S/cm，接近純石墨烯電導率(20.1S/cm)。頻率為2～18GHz時，復合材料的電磁屏蔽效能隨著石墨烯摻雜量和頻率的增大而增強；當石墨烯摻雜質量分數為25%時，總屏蔽效能在2～18GHz范圍內由19.8dB增至34.2dB，增加了約42%，其中吸收部分占總屏蔽效能的比例為66%～81%，這表明石墨烯/聚苯胺復合材料的電磁屏蔽性質是以電磁波吸收為主；同時也說明了擁有特殊結構與特性的石墨烯是一種較好的聚苯胺填料，在微波屏蔽與微波吸收領域將會有廣闊的應用前景。

　　隨著科學技術與電子工業的發展，各種電子儀器設備在商業、工業、醫療衛生等方面的應用日益增多， 電磁干擾(electromagnetic　interference，EMI)已成為一種新的社會公害。金屬是最普遍的電磁屏蔽材料，但其存在著高密度、易腐蝕、不易加工等缺點。

　　在過去的幾十年，聚苯胺(polyaniline，PANI)因其電導率可控，成本低，熱穩定性和化學穩定性好，易于制備等優點受到極大的關注。由于其在微波頻段有較高的電導率，已成為一種重要的導電聚合物。石墨烯(graphene sheets)是一種準二維炭材料，自從2004年被發現以來，因其獨特的性質而引起研究者們的關注。特別是電導率和力學性能與碳納米管相當，且可能更甚于碳納米管，這使石墨烯成為潛在的高科技應用材料。據文獻報道，石墨烯填充到聚苯胺中制成復合材料，可應用于柔性電極、超級電容等。但迄今為止，尚未有其在電磁屏蔽、微波吸收應用方面的報道。

　　本文作者制備了一種乙醇助溶分散-壓制法制備石墨烯/聚苯胺復合材料，研究不同摻雜比例的復合物在頻率為2～18GHz時的導電性和電磁屏蔽性能，分析了其在電磁干涉屏蔽方面的變化機制及其產生原因。

　　1、實　驗

　　1.1、樣品制備

　　利用直流電弧放電法制備石墨烯納米粉體，即在氫氬混合氣氛，400Torr(1Torr=133.3Pa)的氣壓及較高電流下制備所得；從阿法埃莎公司購買聚苯胺，其電導率為1S/cm。乙醇助溶分散-壓制的方法制備石墨烯/聚苯胺復合材料，四種不同混合質量比(0∶1，1∶5、1∶4、1∶3)的石墨烯/聚苯胺樣品，如表1所示。

表1　石墨烯/聚苯胺中石墨烯的摻雜質量比

　　為了使材料分散均勻，先將石墨烯和聚苯胺混合研磨10min，然后分散到無水乙醇中，接著用細胞粉碎機粉碎5min，將得到的混合溶液超聲1h(100W)；最后水浴加熱蒸發多余的乙醇得到復合物粉末。一部分粉末在室溫、壓強3MPa下壓制成薄片(Φ12mm×0.5mm)，其余粉末則壓制成外徑7.00mm，內徑3.05mm、厚2.40mm 左右的環狀。最終將所有樣品置于60℃恒溫箱中干燥2h。

　　1.2、測試與表征

　　使用拉曼光譜分析儀檢測石墨烯結構，激光波長為514nm，功率為10mW(RENISHAW，inviaplus)。樣品表面形貌及結構分析由帶有能量色散分析儀(EDS，Oxford　Inca)的場發射掃描電鏡FE-SEM(FE-SEM，JEOL-700F)和透射電子顯微鏡TEM(JEOL　JEM-200CX)表征。采用表面低阻抗分析儀(Loresta　EP.MCP-T360)測量純石墨烯、純聚苯胺及復合材料片狀樣品的面電阻Rs(Ω)，利用公式σ=1/(Rs×t)計算樣品電導率σ(S/cm)[8]，其中t為薄片樣品的厚度(cm)。復合材料的電磁屏蔽效能(electromagneticshielding　effectiveness，EMI　SE)利用矢量分析儀(HPE8363B)同軸法測量環狀樣品在2～18GHz的S 散射參數后計算得到。

　　結　論

　　(1)采用電弧法制備結晶性良好的石墨烯，利用乙醇助溶分散法得到一種新型石墨烯/聚苯胺復合材料。

　　(2)石墨烯/聚苯胺復合材料的電導率隨石墨烯摻雜量增加而增大；當石墨烯摻雜量達到25%(質量分數，下同)時，復合材料電導率達到19.4S/cm。

　　(3)石墨烯/聚苯胺復合材料的電磁屏蔽效能隨石墨烯含量增大而增強；當摻雜量為25%，總屏蔽效能在2～18GHz范圍內由19.8dB 增至34.2dB，達到商業應用的要求；并且這是一種以吸收為主的電磁屏蔽材料。

　　(4)石墨烯是一種極具應用前景的微波屏蔽與微波吸收的導電填料。