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2.1 原料与试剂 · 6
2.2 实验仪器· · ·6
2.3 二氧化钛纳米管阵列膜的制备· · ·6
2.4 聚苯胺/二氧化钛纳米管复合电极的制备· · 7
2.5 电化学性能测试· · ·7
3 结果与讨论· 9
3.1 聚苯胺膜的电化学制备 9
3.1.1 二次氧化法制备二氧化钛纳米管阵列膜 · · · · 9
3.1.2 TiO2/Ti电极电化学还原 · · 11
3.1.3 CV法电化学合成聚苯胺· · · 12
3.2 不同管长聚合的PANI电极在硫酸溶液中的电化学性能测试 · · 13
3.2.1 恒流充放电测试· 14
3.2.2 电化学阻抗谱（EIS）测试15
3.3 不同管长聚合PANI电极在硫酸钠中性溶液的电化学性能测试· · 16
3.3.1 PANI在中性溶液中的CV测试 16
3.2.1 恒流充放电试· · · 17
3.2.3 电化学阻抗谱（EIS）测试18
3.4 不同扫速下的CV测试· · 20
结论 · 21
致谢· 22
参考文献· 23
1 绪论 超级电容器是一种性能介于电池与传统电容器之间的新型储能器件，具有功率密度高、充放电速度快、使用寿命长等优点，有着广阔的应用前景，如可用于便携式仪器设备、数据记忆存储系统、电动汽车电源及应急后备电源等。电极材料是超级电容器最为关键的部分，也是决定其性能的主要因素，因此开发具有优异性能的电极材料是超级电容器研究中最核心的课题。导电聚合物是一类重要的超级电容器电极材料，其电容主要来自于法拉第准电容。
1.1 二氧化钛及氧化钛纳米管 二氧化钛(TiO2)是一种物理化学性质稳定的 n 型宽禁带(E=3.2eV)半导体材料，具有无毒、无害、容易制备和价格低廉等优点，在光电转换、光致变色及光催化等领域具有广阔的应用前景[1,2]。与其它纳米结构相比，一维二氧化钛纳米管具有较大的比表面积、较强的吸附能力、较高的机械强度，不易发生光腐蚀、耐酸碱性好，具有很好的生物相容性且对生物无毒等优点[3,4]，表现出更高的光催化活性和光电转换效率，在传感器、太阳能电池、光分解水制氢和光催化降解有机物等领域表现出了巨大的开发潜力和应用前景。 制备二氧化钛纳米管通常采用溶胶—凝胶法、模板法、水热合成法以及电化学方法来实现。在过去的研究中，采用模板剂的存在下，溶胶—凝胶法制备二氧化钛纳米管。2001年，在H2O—HF电解质溶液中，Grimes等人[5]首次对钛片采用直接阳极氧化的方法制备出排列高度有序的 TiO2 纳米管阵列。随后，大量的文献报道了采用电化学法，在不同的电解质溶液中制备出具有不同形貌性质的 TiO2纳米管，选用的电解质溶液一般含有氟离子，通过氟离子对钛片的刻蚀作用形成TiO2 的管状结构。采用电化学方法制备的多孔阳极氧化钛纳米管优点显著，用HF 的水溶液作为电解液，易制备，比表面积大。水系电解液制备的二氧化钛纳米管管壁薄，可能导致聚合时电极结构稳定性差，管长一般只能到达几百纳米至几微米，而用乙二醇做溶剂时，则较易得到更长的氧化铁纳米管[6]。与TiO2纳米粉体相比，二氧化钛纳米管阵列的优势明显，排序高度规整有序、比表面积大、具有很高的量子效应和结构效应。其次，在钛基体上制备的纳米管阵列，容易控制管径、管长、管壁厚度和晶型结构，也易于制备和组装电极。 通过阳极氧化法在金属钛表面制备的 TiO2 阵列分布均匀，比表面积大，具有很高的量子效应。应用主要集中在光催化降解有机污染物、黑暗光催化、太阳能电池、细胞作物与药物载体、气敏传感器、生物传感器等方面。