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聚苯胺是一种典型的导电聚合物,因其具有多样的结构、较高的电导率、独特的掺杂机制、优异的物理化学性能、良好的环境稳定性、原料廉价易得、合成方法简便等优点,成为了导电聚合物研究的热点。本文采用化学法,以对-甲基苯磺酸(4-Toluene Sulfonic Acid,p-TSA)为掺杂剂,过硫酸铵为氧化剂,使苯胺单体直接氧化聚合,制备了掺杂态导电聚苯胺(Polyaniline,PANI)。采用扫描式电子显微镜(Scanning Electron Microscope,SEM)、能谱(Energy Dispersive Spectrometer,EDS)等实验研究方法对PANI进行了表征;采用标准四探针法测试了 PANI的电导率;采用循环伏安(Cyclic Voltammetry,CV)法研究了 PANI修饰铂电极(PANI/Pt)在硫酸水溶液中的电化学活性。实验结果表明,苯胺在铂电极表面发生了聚合,并形成了团簇状PANI。而且,PANI/Pt具有良好的电化学活性。以0.1 mol/L硫酸和不同浓度的甲酸钠混合水溶液为电解液,采用CV法研究了PANI/Pt电极对此体系中甲酸-甲酸盐的电化学催化氧化作用。实验结果表明,PANI/Pt电极对甲酸-甲酸盐的氧化有很好的电化学催化作用。氧化起始电位低于-0.2V,此电位甚至接近于钯对甲酸的电化学催化起始电位。在2.0mol/L的甲酸钠与0.lmol/L的硫酸混合液的条件下,氧化峰电位为0.38V对应的氧化峰最大电流密度为0.014 A/cm2。在机理研究方面,本文在被广泛接受的甲酸电化学氧化的双途径机理基础之上,为甲酸的第三个氧化途径,即甲酸盐的氧化途径的存在提供了直接的电化学证据。进一步的CV实验结果表明,在较宽的甲酸盐浓度范围内,甲酸经由第三途径的氧化十分显著,而经由间接途径的氧化受到强烈抑制。当溶液中甲酸钠的浓度为2.0mol/L时,PANI/Pt对甲酸经由第三途径氧化的电催化作用最强。在本实验条件下,若以直接氧化积分电量占总电量的比值大于等于60%为标准,则在0.1 mol/L的硫酸溶液中,适宜的甲酸钠浓度区间约为0.8-2.5 mol/L。自制甲酸钠燃料电池,分析了不同浓度甲酸钠-0.1mol/L硫酸组成的电池在一定时间内输出电压的变化结果表明,在甲酸钠浓度为1.5-2.0mol/L的范围内,电池平均输出电压可达0.48V且稳定较快。