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有机导电聚合物具有优良的物理化学性能,在电催化、超电容、生物传感等诸多领域有着广泛的应用前景。在众多的有机导电聚合物中,聚苯胺(PANI)及其衍生物由于原料廉价易得、合成简单、电导率较高、环境稳定性好等特点已成为当今研究的热点。近年来,随着复合材料的飞速发展,一些具有纳米尺寸的金属氧化物、金属微粒与聚苯胺及其衍生物的复合膜已被成功地合成出来,这种具有特殊结构的复合膜可望在保持聚苯胺及其衍生物原有性能的基础上进一步拓展其功能特性。此外,为了克服无机酸掺杂的导电态聚苯胺不溶于水和有机溶剂、在中性介质中导电和电化学活性差、耐高温性能不好等缺点近年来也采取了许多改进措施。本论文分别采用脉冲电位(PPM)、脉冲电流(PGM)、循环伏安(CV)等电化学方法合成了具有纳米结构的Pt修饰聚苯胺-金属氧化物复合膜、Pt修饰聚邻甲苯胺复合膜以及有机酸掺杂的微纤维聚苯胺,并就它们在电催化领域和超电容领域的应用展开了研究,论文主要研究结果如下:1.采用脉冲电位法在钛电极表面合成了聚苯胺-三氧化钨(PANI-WO3)复合膜。扫描电镜照片表明,粒径100~150 nm的WO3微粒较好地分散在纳米纤维状PANI中,WO3在膜中的嵌入对PANI的形貌没有产生明显的影响。研究结果表明,PANI-WO3膜具有良好的电化学活性,有着比单纯纳米纤维PANI更小的电化学阻抗。与Pt/PANI电极相比,Pt/PANI-WO3电极对甲醛的电化学氧化呈现出了更好的催化活性;在相同的PANI膜厚和Pt载量的条件下,Pt/PANI-WO3电极对甲醛氧化催化活性是Pt/PANI电极的2~3倍。2.采用两步法在不锈钢电极上制备了Pt修饰聚邻甲苯胺(POT)复合膜电极。并对复合膜电极在0.5 mol L-1 H2SO4体系进行电化学研究。结果表明,Pt微粒在不失自己活性的条件下能显著提高POT膜层的电化学活性。同时,文中还考察了Pt/POT/SS电极在0.5 mol L-1 H2SO4 + 2.0 mol L-1 CH3OH体系对甲醇氧化的电催化性能。结果表明,Pt/POT/SS电极对甲醇的氧化具有优异的电催化活性和良好的稳定性。这是由于Pt微粒和POT之间的协同效应。论文就POT膜厚、沉积Pt微粒的脉冲电流密度以及Pt载量对甲醇电化学氧化的影响进行了研究。3.在对甲苯磺酸(TSA)体系采用脉冲电流法制备了对甲苯磺酸掺杂微纤维聚苯胺(PANI-TSA)。扫描电子显微镜(SEM)对膜层形貌观察表明,PANI-TSA膜是由长度为1~2μm、直径为150 nm左右的纤维交织而成。当脉冲通断比为30 ms : 70 ms、电流密度为0.5 mA cm-2、nTSA/nPANI≥4时,制备出的微纤维PANI-TSA膜具有良好的电化学活性和超电容特性,当放电电流密度为0.5 mA cm-2时,其比电容可达1036 F g-1。微纤维PANI-TSA膜层在0≤pH≤7的Na2SO4体系具有良好的电化学活性。微纤维PANI-TSA膜层在160℃以下具有良好的热稳定性。