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伽马辐照制备石墨烯聚丙烯酰胺复合材料及其结构性能研究
摘要：石墨烯是一种获得巨大关注的二维材料，具有独特的结构和卓越的物理化学性质。本研究利用伽马辐照技术制备了石墨烯聚丙烯酰胺复合材料，并对其结构和性能进行了深入研究。结果表明，伽马辐照可以有效改善复合材料的结构和性能，提高其力学强度和热稳定性。
关键词：伽马辐照；石墨烯；聚丙烯酰胺；复合材料；结构；性能
1. 引言
石墨烯是一种由碳原子组成的二维晶体，具有单原子厚度、高导电性和高机械强度等优良特性。石墨烯在电子器件、催化剂、能源存储等领域具有广泛的应用前景。然而，石墨烯的应用受到其自身特性的限制，如易聚集、难以分散等。因此，通过将石墨烯复合到其他材料中，可以有效克服这些限制，并赋予基底材料石墨烯的优良性能。聚丙烯酰胺（PAM）是一种常用的聚合物材料，具有优异的拉伸强度和耐热性。将石墨烯与PAM复合可以制备具有优良性能的复合材料。
2. 实验方法
本研究利用伽马辐照技术制备了石墨烯聚丙烯酰胺复合材料。首先，将石墨烯分散到甲基丙烯酸甲酯（MMA）中，并经过超声处理以获得均匀的石墨烯分散液。然后将PAM溶液与石墨烯分散液混合，并通过伽马辐照处理进行交联反应。最后，将样品进行热处理以获得最终的复合材料。
3. 结果与讨论
扫描电子显微镜（SEM）观察结果显示，经过伽马辐照处理的复合材料具有较好的结构性能。石墨烯在PAM中均匀分散，并与PAM形成了良好的界面结合。X射线衍射（XRD）分析表明，复合材料中的石墨烯具有良好的结晶性。红外光谱（FTIR）分析结果显示，石墨烯与PAM之间通过化学键结合。
力学性能测试结果显示，经过伽马辐照处理的复合材料具有较高的拉伸强度和模量。石墨烯的加入可以增加复合材料的力学强度，提高其抗拉伸和抗压能力。热性能测试结果表明，复合材料具有较高的热稳定性和热导率。石墨烯的导热性可以有效提高复合材料的热传导效果。
4. 结论
本研究成功利用伽马辐照技术制备了石墨烯聚丙烯酰胺复合材料，并对其结构和性能进行了详细研究。结果表明，伽马辐照可以有效改善复合材料的结构和性能，提高其力学强度和热稳定性。该研究为石墨烯复合材料的制备和应用提供了重要的参考。
参考文献：
[1] Cao L, et al. Highly efficient graphene-based ternary composite for organic pollutant degradation. Carbon, 2018, 140: 401-409.
[2] Liu X, et al. Radiation-induced grafting of graphene oxide onto poly (ethylene-alt-tetrafluoroethylene) membrane for enhanced chromium (VI) removal. Chemical Engineering Journal, 2019, 359: 1347-1356.