道，物质只能从开口处进入孔道内部，对制备过程同样会产生一定的影响。

(2) 软模板法

采用软模板法合成纳米聚苯胺是单体在拥有特殊结构的模板剂中进行聚合反应。单体在这种模板集中聚合，可以形成各种可控制的聚合物，有的模板剂可以加快反应进程，可以改变产物的结构组成以及其他性能。模板聚合的原理是基于模板剂分子的组成单元与单体小分子之问的相互作用[20]，如离子吸引、氢键、电子给体和受体的相互作用或形成的共价键等，这些现象不但为单体的聚合提供了有利条件，并且与模板的结合模板也恰到好处。和硬模板不同的是，软模板法所用的模板剂具有流动性，可以提供处在动态平衡的“空腔”，产物可以采用扩散的方式散出模板，所以，在合成聚苯胺的原理和方法都有自己的独到之处[15]：

(1)具有形状多样性；

(2)易形成，不需复杂设备，但是不能严格控制产物的形貌和尺寸；

(3)具有方法简单、操作方便、成本低廉、后处理简单等优点。常用的软模板有胶束、液晶、生物模板等。

综上所述，模板法是合成纳米聚苯胺材料的一种非常重要的技术。将模板法与传统的电化学法、化学氧化法、非均相沉积法等结合起来合成聚苯胺[21]，不仅可以利用模板主体的空间限制作用和模板剂的调试作用对合成材料的形貌、大小、结构和排列等进行控制，还可以有效改善和提高其导电率、气敏性能、可溶性和可加工性等[14]。与传统的化学氧化法和电化学氧化法相比，模板法虽然具有众多优点，但尚存的问题也亟需得到解决。例如，硬模板法合成低维聚苯胺材料的后处理工艺繁琐，常需要使用强酸、强碱或有机溶剂去除模板，这不仅增加了工艺流程，而且容易破坏模板内聚苯胺的纳米结构和性能；与硬模板法相比，虽然软模板的后处理简单，但存在影响因素较多，对合成聚苯胺的形貌、结构、性能难以进行有效控制等问题[13]。针对模板法合成聚苯胺所存在的问题，进一步研究和发现新型、廉价、无毒的模板，探索去除模板剂的新方法将是缩小聚苯胺与工业化生产差距的有效途径。

1.4 研究内容和目标

1.4.1 研究内容 

本文的研究内容主要有：用4.0代聚酰胺-胺树状大分子作为模板，氧化剂选择过硫酸铵，用盐酸作为酸性环境以及掺杂剂，用氧化苯胺的聚合方式制备纳米树枝状聚苯胺，进一步对合成参数（例如：原料配比、反应物浓度、滴加速度、大分子用量、温度和反应时间等因素）通过控制变量加以优[22]。

称取制得的粉末状本征态聚苯胺，经研磨后，再利用X射线衍射、核磁共振、傅里叶变换红外光谱、扫描电子显微镜、电化学工作站等测试方法对纳米聚苯胺进行结构性能表征。

1.4.2 研究目标 

此实验课题将通过以G4.0的PAMAM树枝状大分子为模板制备纳米聚苯胺开展进一步研究。用模板法制备纳米聚苯胺材料，制备出拥有导电性良好、粒径尺寸均一等优良特点的纳米聚苯胺材料。具体目标为：

(1) 将制备的G4.0 PAMAM树枝状大分子作为模板，制备纳米导电聚苯胺，评价其应用效果。

(2) 选择最恰当的试验参数（如温度、滴加速率、大分子用量等），通过对比实验研究产率以及电导率受这些参数的影响。

(3) 进一步，以纳米树状聚苯胺为超级电容器电极，由于纳米树状结构导致的高比表面积，从而得到高比电容的聚苯胺超级电容器电极；