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电极材料是决定电池、超级电容器的性能与成本的关键。而复合材料作为电极材料,具有单一材料所不具备的优良性能,应用前景十分广阔。聚苯胺-无机材料复合材料是近年来发展起来应用于电池、超级电容器的一种新型电极材料,这种复合材料将双电层电容与法拉第电容结合,可以提高电池的催化活性及电容器的比电容、循环性能等。采用不同的电化学方法可在电极表面制得形态不同的聚苯胺-无机材料复合材料。本论文开展了聚苯胺-钠基蒙脱土、聚苯胺-石墨、聚苯胺-氧化石墨烯、聚苯胺-多壁碳纳米管及聚苯胺-石墨烯复合材料的探索研究。从制备新结构复合材料,更换新型载体等方面入手,探索复合材料性能,并通过扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、循环伏安(CV)、计时电流等分析测试技术,对复合材料的形貌、结构、电化学性能等进行了详细研究。(1)采用电化学聚合法制备了插层聚苯胺钠基蒙脱土复合材料。详细地探讨了复合材料前躯体插层苯胺-钠基蒙脱土的制备过程,并采用XRD、SEM和电化学方法对复合材料的形貌结构和性能进行了表征。XRD结果表明,经苯胺插层后钠基蒙脱土的层间距明显增大,插层苯胺经电化学聚合后,其层间距仍比纯钠基蒙脱土层间距大,但小于苯胺插层的钠基蒙脱土。电化学聚合结果表明,苯胺插层蒙脱土在硝酸溶液中的聚合行为与普通苯胺明显不同,聚合初始时多了一对氧化还原峰,随电化学聚合进行该氧化还原峰逐渐减小直至消失。SEM照片表明,经电化学聚合后,钠基蒙脱土复合材料的致密程度高于未经电化学聚合的钠基蒙脱土的致密度。插层聚苯胺-钠基蒙脱土复合材料修饰电极对甲醇的电化学氧化和铁氰化钾的氧化还原具有优异的电催化性能。(2)采用电化学聚合法制备了聚苯胺-石墨(PANI-PG),聚苯胺-氧化石墨烯(PANI-GONs)及聚苯胺-多壁碳纳米管(PANI-MWCNTs)复合材料。探讨了石墨烯的制备过程,并利用复合材料做为催化剂载体负载铂颗粒,制备了Pt-PANI-PG, Pt-PANI-GONs及Pt-PANI-MWCNTs修饰电极。采用循环伏安及计时电流法对复合材料的电化学性能进行了表征。考察了聚苯胺-石墨(PANI-PG),聚苯胺-氧化石墨烯(PANI-GONs)及聚苯胺-多壁碳纳米管(PANI-MWCNTs)复合材料修饰电极对铁氰化钾以及Pt-PANI-PG, Pt-PANI-GONs及Pt-PANI-MWCNTs修饰电极对甲酸的电催化性能。发现Pt-PANI-MWCNTs复合材料修饰电极对甲酸的电催化性能明显优于Pt-PANI-GONs;而Pt-PANI-GONs修饰电极的电催化活性又优于Pt-PANI-PG。经长期稳定性考察后发现,Pt-PANI-MWCNTs修饰电极具有比Pt-PANI-GONs及Pt-PANI-PG更好的长期稳定性。(3)采用脉冲电流(PGM)及恒电流(GM)法制备了具有不同形态聚苯胺的聚苯胺(PANI)-石墨烯(GNS)复合材料。采用SEM、TEM和循环伏安及充放电等电化学方法对复合材料的形貌结构及性能进行了表征。TEM显示石墨烯为无定形态。脉冲和恒电流两种电化学方法分别得到两种不同形态的聚苯胺。从PANI-GNS-PGM复合材料中可以观察到碎片或碎管状的聚苯胺与石墨烯片层无序的掺杂在一起；然而,在PANI-GNS-GM复合材料中聚苯胺以小薄片形态与片状石墨烯叠覆在一起。由于聚苯胺形态不同使得复合材料中石墨烯界面发生改变从而使得其电容值发生变化。聚苯胺石墨烯复合材料的比电容要大于纯石墨烯的比电容,其中PANI-GNS-PGM和PANI-GNS-GM复合材料的比电容分别为243 F／g及377 F/g, GNS的为171 F／g。