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近年来随着国家经济发展和能源需求的不断增长,发展具有高能量密度、经济和环境友好特性的二次电池成为现代电化学工作者面临的最大挑战之一,因而研究具有低成本和高安全性的新型镁-聚苯胺二次电池具有重要的理论意义和好的应用前景。本文用化学合成法合成聚苯胺,对合成聚苯胺过程中产生的废水采用活性炭吸附处理。通过红外、紫外、热重和扫描电镜对合成的聚苯胺进行表征,用紫外分光光度法测定活性炭吸附废水的最佳条件,并用廉价碳酸钙将活性炭吸附处理后的水调节至中性。实验结果表明：合成的聚苯胺结构稳定,其疏松多孔的结构有利于电子传递以及离子掺杂和去掺杂反应,适用于电池的阴极材料；活性炭能有效去除废水中的有机物,在活性炭用量16.0g L-,吸附时间30min, pH1.05时,有机物去除率高达91%。活性炭吸附处理后废水为无色,8gL-1碳酸钙能将活性炭吸附处理后的水中和至pH6.70。合成了室温离子液体1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯(EMIES),通过红外、紫外、核磁以及循环伏安法对合成的离子液体进行了表征；初步研究了离子液体-镁盐体系中镁电极和聚苯胺电极的电化学性质。实验结果表明：合成的离子液体纯度高,且有较宽的电化学窗口(约3.8V,工作电极为玻碳电极)；离子液体-镁盐电解液,尤其是0.01M MgSO4-EMIES电解液中镁有过电位沉积,沉积后表面较平整、均一,无枝晶产生；聚苯胺在0.01MMgSO4-EMIES电解液中氧化还原可逆性好,并且镁-聚苯胺三电极体系中聚苯胺有好的氧化还原性和宽的电位范围(约1.45V)。在此基础上,探究了MgSO4-EMIES电解液的最佳浓度,并在合适电解液浓度中进一步研究镁电极和聚苯胺电极的电化学性质。研究结果表明,在0.025M MgSO4-EMIES电解液中镁金属有好的沉积和溶解特性,聚苯胺电极显示出了可逆的氧化还原特性；又因为电化学合成的聚苯胺比化学合成的聚苯胺纯度高、链长更均一,将采用电化学合成的聚苯胺进行后续电化学性质研究；在电流密度0.05mA cm-2时,聚苯胺电极的平均放电电压为0.32V (vs. SCE),放电比容量大于100mAh g-1(膜厚0.66μm)。最后在0.025M MgSO4-EMIES中研究了镁-聚苯胺电池的充放电性能。详细讨论了聚苯胺膜厚对镁-聚苯胺电池放电容量的影响。实验结果表明,镁-聚苯胺电池在小电流密度下,放电时间更长,放电容量更高,0.05～0.46mA cm-2范围内,放电容量在115～62mAh g-1之间,平均放电电压为2.10-1.90V。在电流密度0.05mA cm-2时,镁-聚苯胺电池前5次循环充放电曲线重复性较好,且电池具有较高的库仑效率,第60次循环的库仑效率接近95%。合成的聚苯胺膜越薄,镁-聚苯胺电池的放电比容量越高,在聚苯胺膜厚0.45-1.75μm范围内,镁-聚苯胺电池放电比容量从186mAh g-1下降到72mAh g-1。