文 献 综 述
引言
自1862年，Letheby[1]首次研究聚苯胺（PANI）以来，聚苯胺以其良好的化学稳定性、环境稳定性和热稳定性，原料易得、合成方法简便，它还具有特殊光学性质和电学性质，经掺杂后可具有导电性及电化学性能，具较好的电化学活性等优势，因此正在研究将其用于二次电池的电极和电致变色材料，在超级电容器电极材料方面有很好的工业应用前景[2-4]。聚苯胺具有塑料的密度，又具有金属的导电性和塑料的可加工性，还具备金属和塑料所欠缺的化学和电化学性能，因此成为世界各国争相研究、开发的热点[5-7]。由于优良的防腐性能和电性能，聚苯胺逐渐引起重视,很多研究工作者希望通过聚苯胺优良的防腐蚀能力提高合金阳极氧化膜的防腐蚀性能[8]。
1 研究意义
PANI理论比容量高,具有优良的导电性能，是理想的超级电容器电极材料。然而，PANI充放电时，电解质溶液的需要量大,这无疑会增大电池体积；与此同时，在充放电时电解质溶液的浓度将发生变化，这也会影响电池性能的稳定，反复的掺杂与去掺杂容易发生体积的收缩与膨胀，结构的稳定性遭到破坏，循环寿命降低。由于聚苯胺的掺杂是通过质子化作用，形成了电荷时链间传递，所以聚苯胺的掺杂过程本质上是一种分子内的氧化还原[9]。对于PANI和合金阳极氧化物复合电极，国内外已经开展了大量的研究。现代化学、材料科学等方面的研究已深入到微观过程和作用机理的探索。随着研究深入，PANI在复合电极上的应用越来越多，并对我们在超级电容器的开发有着很积极的意义。
2 PANI制备
导电PANI的制备主要有化学合成法和电化学合成法制得。电化学合成法是让有机单体在惰性电极上发生电氧化，生成的聚合物直接沉积在电极表面上，其优点在于可直接通过点为控制聚合物的性质，所得的聚合物可直接进行原位(in-situ)电化学测定。目前用于电化学合成PANI的方法主要有：动电位扫描法、恒电流法、恒电位聚合、脉冲极化法等。电化学合成法特别适用于聚合物膜电极或薄层传感器的制作。但是，如果需要大批量产品，必须采用化学聚合法。
3 国内外研究现状
3.1 国内研究现状
1997年，苏光耀等 [10]研究了由聚苯胺修饰的不锈钢电拉在酸性介质中的腐蚀行为。结果表明，不同的聚苯胺表面的耐蚀能力有显著区别。只有均匀、致密的聚苯胺膜才有较好的耐腐蚀能力。1998年，刘克亭，周东辉，施丹昭等[11]采用恒电位法, 将苯胺和苯乙烯磺酸钠共聚于不锈钢上, 制成 PAn/RSO-3 复合物电极 .它的充放电是通过阳离子的掺脱杂实现的, 电池放电时,电解质溶液只起传导离子的作用,勿须容纳离子,电池所需电解质的量会大大减少,因而电池体积可以减小,有利于电池的小型化;另一方面 ,电池充放电时, 电解质溶液浓度不发生变化 ,可保证电池的稳定。刘亚飞等 [12]用原位电聚合的方法在不锈钢电极(SS)上制备出了由ClO4-，SO42-，NO3-，BF4-，TsO-(对甲苯磺酸根)等离子杂化的聚苯胺(PANI)(厚度5～10 mu;m)。扫描电镜表明不同的杂化离子对聚苯胺的表面形貌产生了很大影响，分别产生了纳米多孔、颗粒、纤维等多种表面结构。循环伏安研究表明，由硫酸根和高氯酸根离子杂化的聚苯胺具有相对较高的比电容。而电极稳定性研究表明经过1000次循环，高氯酸根和硫酸根杂化的聚苯胺电极的比电容分别衰减48％和23％，表明硫酸根杂化的PANl电极具有比高氯酸根杂化的PANI电极更好的稳定性。王晓峰等[13]采用化学氧化聚和法制备了聚苯胺电极材料, 所制备的聚苯胺具有高于 420 F/g的法拉第赝电容和良好的电化学特性. 分别采用聚苯胺作为正极材料, 高比容量活性碳作为负极，38%硫酸作为电解液制备了复合型电化学电容器。复合型电容器工作电压达到 1.4 V, 最大电容器比容量达到了57 F/g, 最大比能量达到 15.5 Wh/kg，并具有优良的放电能力和循环次数。
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