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随着社会经济和工业的快速发展,人们生活水平的不断提高,城市化进程不断加剧,人类对煤、石油、天然气等化石燃料,各种工业产品的需求日益增长,大量的废气和废水被排放到自然环境中,造成严重的能源危机和生态危机。大气中的温室气体、土壤中的固体废弃物、水体中重金属离子和染料小分子等污染物严重地威胁着人类生存。因此,为解决人类的生存危机,开发各种新型洁净能源以及对环境具有净化和修复功能的功能材料具有重要科学意义和应用价值。近年来,聚苯胺（PANI）因制备成本低、生产工艺简单、氧化-还原性质优异和环境稳定性好等优点已被广泛应用于金属腐蚀防护、传感器、超级电容器和吸附等领域。然而采用传统的方法合成出的聚苯胺存在易团聚,比表面积较小,孔隙率低,比电容小等缺点,致使其实际应用性能不佳。为提高聚苯胺的应用性能,制备多孔聚苯胺是解决这一问题的一种有效手段。这是基于多孔聚苯胺具有下列优势:（1）提供了较大的比表面积,可提供大量的活性位点,改善了聚苯胺和“目标物”之间的作用。（2）聚苯胺多孔结构缩短了离子和分子的扩散路径,提高了活性位点与“目标”的接触机率。尽管目前已有大量关于多孔聚苯胺制备及性能研究的工作,但是所制备的多孔聚苯胺仍存在比表面积较小、制备工艺繁杂、操作危险等一系列问题。开发高比表面积、高性能多孔聚苯胺仍是新材料研究领域的一个挑战。因此,本论文主要是围绕高比表面积多孔聚苯胺的制备及其应用性能研究开展工作,具体如下:（1）以苯乙烯和丙烯酸为原料,通过乳液聚合,制备出直径约为300 nm的功能化聚苯乙烯微球。以功能化聚苯乙烯微球为模板得到聚苯乙烯@聚苯胺复合微球（PS@PANI）,最后将复合微球置于氯仿中去除模板剂,得到具有中空结构的球形聚苯胺（HSPANI）。通过改变苯胺单体的浓度调控了HSPANI的壳层尺寸,其壳层厚度为30-100 nm。HSPANI为本征态的半结晶性聚合物,比表面积(SBET)为14.1 m~2 g-1。将HSPANI用作吸附剂用于刚果红、罗丹明B和六价铬的吸附。研究结果表明,HSPANI对几种水体污染物（刚果红、罗丹明B、六价铬）都表现出较高吸附性能,其中HSPANI对Cr（Ⅵ）的吸附量可达601.3 mg g-1。（2）以HSPANI为构筑单元,选用单体小分子草酰氯为交联剂,通过N-烷基化反应合成了一系列HCPCs。结果表明,HCPCs是一种热稳定性好的非晶聚合物。聚合物HCPC-1至HCPC-4具有高度的微孔和介孔。微孔主要集中在1.4 nm,介孔主要集中在3 nm和10 nm。HCPCs的孔隙参数可通过改变草酰氯与HSPANI的质量比来调节。HCPC-1、HCPC-2、HCPC-3和HCPC-4的SBET分别为14、114、42和31 cm~2 g-1。HCPC-1、HCPC-2、HCPC-3和HCPC-4的孔体积分别为0.0311、0.2016、0.1199和0.0832 cm~3 g-1。将HCPC-2作为吸附剂吸附孔雀石绿（MG）和罗丹明B（Rh B）,HCPC-2对MG和Rh B的吸附量高达764.58和738.78 mg g-1。（3）以HSPANI为构筑单元,选用有笼形结构的大分子单体八乙烯POSS为交联剂通过Friedel-Crafts烷基化反应,合成了一系列超交联杂化聚苯胺（HCPPs）。HCPPs是一类具有较高热稳定性的非晶聚合物。N2吸-脱附结果表明,HCPPs主要由微孔和介孔组成。微孔主要集中在1.54 nm,介孔主要集中在3-6 nm。通过改变八乙烯POSS与HSPANI的质量可以实现HCPPs的孔隙结构的调控。HCPP-1、HCPP-2、HCPP-3的SBET分别为153,274和342 m~2 g-1,孔体积分别为0.1603,0.3648和0.4189 cm~3 g-1。HCPPs的SBET随着交联剂的增加而变大。将制备出的HCPP-3用作吸附剂,HCPP-3对MG和Rh B的吸附量Qm高达495.04和826.44mg g-1,相比纯的HSPANI,其吸附能力得到极大提升,说明微孔/介孔的引入能极大地提高HCPP-3的吸附性能。循环再生实验结果表明,HCPP-3在循环使用四次后,其吸附能力仅下降了8%,表明HCPP-3在含染料污水处理上具有潜在的应用价值。（4）以PS@PANI复合微球为构筑单元,八乙烯POSS为交联剂,通过Friedel-Crafts烷基化反应合成了一系列超交联聚苯胺杂化材料（PS-HCPs）。扫描电镜显示,PS-HCPs由直径在300-400 nm的微球堆积而成,其表面形貌粗糙,且随着交联剂用量的增加,微球与微球间的界面变得更加模糊。这可能是PS@PANI与八乙烯POSS间交联程度过高导致的。PS-HCPs是一种热稳定性较高的非晶多孔聚合物。改变交联剂八乙烯POSS与PS@PANI复合微球的质量比可以调控PS-HCPs的孔隙参数。PS-HCP-1、PS-HCP-2、PS-HCP-3的SBET分别为177、530和625 m~2 g-1,孔体积分别为0.4711,0.5740和0.6552 cm~3 g-1,PS-HCPs的SBET随着交联剂用量的增加而增大。PS-HCPs微孔主要集中在1.4 nm,介孔主要集中在3-10 nm。得益于PS-HCP-3丰富的孔隙结构,PS-HCP-3对MG和Rh B的吸附量高达732和1108 mg g-1。较高的SBET可以显著提高染料分子与PS-HCP-3上活性吸附位点的接触概率,导致其对MG和Rh B吸附能力优异。