磺酸化石墨烯掺杂的离子交换聚合物电致动器

焦战士^1,2，何青松¹，郭东杰¹，戴振东¹

1. 南京航空航天大学仿生结构与材料防护研究所2. 南京航空航天大学材料科学与技术学院

摘 要：合成了磺酸化石墨烯单分子膜,并按不同质量分数浇注了约200μm厚的石墨烯/全氟磺酸杂化膜,全反射衰减红外光谱验证了全部合成和掺杂过程;对影响杂化膜电致动性能的相关物理参数进行了测试。利用化学还原沉积技术在杂化膜两侧嵌入Pt纳米颗粒,制成石墨烯/全氟磺酸-金属复合材料,并进行了扫描电子显微镜观测。引入低频正弦电信号,得到聚合物电致动器,利用力和位移传感器测试其电致动性能。结果表明:石墨烯掺杂后,离子交换膜的柔韧性、离子交换能力、含水量均得到了一定程度的提高。金属Pt纳米电极表面平整;颗粒较精细、均匀;电极与基底膜结合紧密。杂化膜具有高度的电致形变性能;相同条件下,最大输出位移可增加2.38倍。

关键词：全氟磺酸聚合物;磺化石墨烯;离子聚合物金属复合材料;电致动性能;离子交换能力;