1。4 聚苯胺简述

聚苯胺(PANI)呈黑色、暗绿色或者蓝紫色，目前组成不确定。100 多年来，苯胺一直作为 染料得到广泛应用，而近十年来却进一步发展成为了导电高分子。聚苯胺有多种氧化态，电

导和颜色均随氧化态而变，其中只有翠绿亚胺盐才能导电，可以通过苯胺在酸性水介质中经 电化学氧化制成。

翠绿亚胺薄膜可由 N-甲基吡咯烷酮溶液浇铸而成，在浸入酸液或在酸气氛中进行质子掺 杂，不需要氧化或还原，即可成为电导体。翠绿亚胺盐的电导率随酸的掺杂用量增加而增加。 亚胺氮原子的质子化过程如图 1。2 所示。

绝缘体，聚苯胺绝缘体，翠绿亚胺碱

电 导 体，质子化翠绿亚胺

图 1。2 亚胺氮原子的质子化过程示意图

苯胺经电化学氧化和化学氧化，可制得导电材料。如要在电极上成膜，则不能在恒定电 位下电化学氧化，而应在如-0。2~+0。8 V 电位下作周期性变化，才能在电极上成膜。由于存在 法拉第过程，故 PANI 为赝电容电极材料。据文献报道，PANI 纳米棒薄膜已经能够获得高达 3407 F·g-1 的面积比电容[23]。不过 PANI 在持续的充放电过程中会发生持续的掺杂/脱掺杂过 程，不仅会发生体积的变化而且还会不断发生脱离，溶于电解液中，因而循环稳定性较差。 目前 PANI 的研究方向多集中于与 PANI 相关复合物的制备上，如与碳材料、过渡金属氧化 物等复合。

1。5 本文的研究思路及内容

本文的研究思路：海绵状阳极氧化钛，由于具有较高的比表面积，故其在超级电容器电 极材料方面有一定的应用潜力。利用导电聚苯胺高赝电容和海绵状阳极氧化钛的高比表面积， 将两者复合，有望得到更高的比电容。本课题主要研究通过控制阳极氧化温度、电压以及电 解液等工艺条件，制备具备高比表面积的海绵状结构的阳极氧化钛薄膜。在此基础上，通过 电化学聚合法，生成聚苯胺与海绵状氧化钛复合电极，研究复合电极的电化学性能和超级电 容性能。 来*自~优|尔^论:文+网www.youerw.com +QQ752018766*

本文的研究内容：首先，以海绵状阳极氧化钛作为研究对象，采用阳极氧化法在不同的 电解液体系中制备海绵状阳极氧化钛薄膜，研究海绵状阳极氧化钛薄膜的获得方法；然后， 通过改变电解液种类、阳极氧化电压、阳极氧化温度等因素，研究影响海绵状阳极氧化钛薄 膜形貌和电化学性能的因素；接下来，对制备得到的若干海绵状阳极氧化钛薄膜进行电化学 性能测试，选择电化学性能最优的海绵状氧化钛薄膜；最后采用循环伏安(Cyclic Voltammetry， CV)法在该薄膜上聚合苯胺，制备了聚苯胺与海绵状氧化钛复合电极，并测试该复合电极的电 容性能。

2 实验部分

2。1 实验药品与仪器

本课题中，阳极氧化均采取两电极系统：以一定规格尺寸的高纯钛箔片(1 cm×6 cm×0。1 mm)作为阳极，以石墨棒/石墨板作为阴极。