目前，大量针对 PANI 薄膜的制备和性能研究早已展开，有将 PANI 与各类质子酸进行掺 杂，或者将 PANI 与其它聚合物进行共混等实验研究。例如，井[13]将 PANI 加入预先制备好的 聚酰胺中，通过水相氧化的方法聚合制得了它们的混合微粒。西安科技学院的周[7]等人以煤 为基板，引入 PANI，得到了具有互穿网络结构和插层构造的纳米形态 PANI。

1。4    超级电容器的概述

1。4。1 超级电容器的原理

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超级电容器，又称电化学电容器，作为一种有效的能源储存与释放装置，已经被广泛应 用在人类生活的方方面面。它主要利用电能与化学能之间的相互转化来完成电能的储存功能。 超级电容器综合了传统电容器和电池二者的优点，具有超高的能量储存能力，可分为双电层 电容器和法拉第准电容器（又称赝电容）两类。

双电层电容器的原理是，当在电极两端施加适当的电压时，电极与电解质表面分别形成 各自的电荷层，由于它们之间存在位垒，这两层电荷层因不能进行电荷的中和而达到储能的 目的[1]。法拉第准电容器的原理主要是，电子的交换不仅发生在电极的表面，还可在电极的 内部。因此，法拉第准电容器的电容可达双电层电容器的几十倍。本文使用的电容器属于法 拉第准电容器。

1。4。2 超级电容性能的计算

衡量超级电容性能的指标有比电容 Cs、面积功率密度 Ps、面积能量密度 Es 等。

CV 法中计算电容 C 的公式为：

  1

C =   2·s·△ V  i dV （2）

其中：s 为 CV 法的扫描速率；△V 为操作电位；i 为瞬时电流值。

CCCD 法中计算 C 的公式为：

Idis·△V

C =  △V-IRdrop （3）

其中：Idis 为放电电流；IRdrop 为电压降。 比电容的计算公式为：

其中：S 为电容器单极板正对面积。

CCCD 法中计算能量 E 的计算公式为[14]：

其中：V 为随时间变化的电位；RL 为负载的电阻值。 面积能量密度 Es 的计算公式为：

功率密度 Ps 的计算公式为：

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其中，I 是充放电流。

1。5 研究内容与方法

（1）使用 EQCM 仪器制备 PANI 薄膜，并探究 CV 法合成 PANI 的机理以及 PANI 发生氧化 还原反应的机理；

（2）探究 CV 法中扫描速率、质子酸的种类、电位范围对于 PANI 的超级电容性能的影响；论文网

（3）探究 CCCD 法中电流密度、质子酸的种类对于 PANI 的超级电容性能的影响。

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2    PANI 的制备

2。1    实验原理

本实验采用 CV 法合成 PANI 薄膜。实验使用的仪器是 CHI400C 型的 EQCM 仪器以及三 电极系统：参比电极（R）为 Ag/AgCl，工作电极（W）为金（Au）电极，对电极（C）为铂

（Pt）电极。制备过程中采用的溶液是浓度为 0。1 mol/L 的苯胺和 0。5 mol/L 的硫酸的混合溶 液以及浓度为 0。1 mol/L 的苯胺和 0。5 mol/L 的对甲苯磺酸（PTSA）的混合溶液这两种溶液， 后期会对含有不同质子酸的制备液合成的 PANI 薄膜的性能进行对比研究。制备 PANI 薄膜完 毕后，用 0。5 mol/L 的酸溶液进行电化学掺杂，目的是使 PANI 与质子酸充分混合接触，以便 进行 CV 测试时 PANI 能够预先达到稳定状态。