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有机导电聚合物是20世纪重要的研究成果之一。导电聚苯胺(PANI)因其制备简单、性能稳定,被广泛用于电化学催化、电致变色、化学生物传感、金属防腐诸多领域。采用脉冲电流法(PGM)或脉冲电位法,可在电极表面制得纳米纤维状聚苯胺,这种新型的具有纳米尺寸的导电聚苯胺比常规电化学方法(如恒电流法)制取的颗粒状聚苯胺有着更大的比表面积和更好的电化学反应活性。论文主要研究结果如下: 1.采用脉冲电流法在不同的基底材料表面沉积导电聚苯胺。苯胺在0.3 mol L–1苯胺+ 1 mol L–1 HNO3溶液中聚合时的计时电位曲线和基底材料在HNO3底液中的阳极极化曲线表明,贵金属Pt、Ru可稳定存在于HNO3溶液中,其表面能迅速形成聚苯胺膜。尽管SS、Al、Ti和Zr在HNO3溶液中处于钝化状态,但只有SS和Al经较高的电极电位和一定的极化时间后,能在其表面形成聚苯胺膜; 而Ti和Zr由于在聚合过程中电极电位不能建立稳态,不适用于苯胺的PGM聚合。活性金属Pb、Cu和Ag在达到苯胺单体聚合电位之前会发生阳极溶解,也不适用于苯胺的PGM聚合。扫描电子显微镜(SEM)显示,在Pt、Ru、SS和Al上沉积的聚苯胺膜均呈近似的纳米纤维状结构,纤维直径80~100 nm,纤维与纤维之间存在很多孔隙。而循环伏安(CV)和电化学阻抗谱(EIS)的研究表明,不同基底材料上沉积的聚苯胺膜在1 mol L–1 HNO3底液中呈现不同的电化学反应活性。2.通过计时电位法和扫描电子显微镜,表征了采用PGM聚合苯胺时膜层生长过程的电化学特征和微观形貌,并通过循环伏安法研究了苯胺的聚合速率。结果表明,聚苯胺的生长经历了两个阶段,首先是在裸不锈钢电极表面上形成颗粒状聚苯胺,此时聚合电位较正,约为1.1 V; 经历了30 s后,电极表面被一层颗粒状聚苯胺膜所覆盖,在此基础上,苯胺继续生长,聚合电位降至0.75 V左右并保持稳定,最终形成纳米纤维状聚苯胺。3.采用脉冲电位法在钛电极表面合成了纳米纤维状聚苯胺膜,研究了聚苯胺在钛电极上的生长过程,并探讨了不同脉冲参数对所制得的膜层微观形貌与电化学行为的影响。根据沉积聚苯胺膜时每个脉冲周期的响应峰电流随时间的变化曲线可知,采用脉冲电位法在钛电极表面合成聚苯胺,与采用脉冲电流法在不锈钢上合成聚苯胺类似,但电化学特征不同。在聚合的初始阶段,阳极电流上升缓慢,此时以初始成核及寡聚物在电极表面的沉积为主,且聚苯胺岛的侧向生长比法线生长快,直至整个电极表面被一层致密的颗粒状聚苯胺所覆盖。随后,