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导电聚合物由于其独特的性质和广泛的应用前景而成为活跃的研究领域,其中聚苯胺(polyaniline,PANI)是研究得较为广泛的导电聚合物之一,这主要是由于其具有高的电导率、良好的氧化还原可逆性及在空气中保持稳定等优点。近几十年来,有关苯胺的电化学聚合、聚苯胺的导电机理及其在化学电源、生物电化学等领域中的应用等研究一直是人们关注的热门课题;而近年来聚苯胺的衍生物聚邻苯二胺(poly-o-phenylenediamine,PoPD)也成为了人们感兴趣的研究对象。 有关导电聚合物导电机理的争论已持续多年,为了解释其独特的导电行为,一些理论模型被相继提出。极化子导电和双极化子导电是两种主要的导电理论,但二者仍相持不下,缺乏新的有力的实验支持。本论文作者认为,为深入推进对导电聚合物导电机理的认识,须有新的实验方法,以获得在质的方面与以往不同的新数据。ESR在导电聚合物研究的历史中曾起过独特的作用,正由于对ESR测试结果的不同理解,出现了极化子导电和双极化子导电两种不同的理论。以前的ESR测试在电化学现场条件下做得不多,更无电化学现场下同时进行ESR和电导测试及电化学现场的变温ESR测试的报道。由于导电聚合物对实验条件的敏感性,只有在电化学现场条件下才能得到更可靠的数据。本论文工作之目的就是创建电化学现场的ESR—电导同步测量技术和电化学现场变温ESR技术,以推动导电聚合物的电荷传输机理的研究。本论文利用自行设计的新型现场ESR电解池,重点对聚苯胺和聚邻苯二胺进行了电化学现场ESR研究。对本课题开展过程中发现的导电聚合物的若干特殊ESR行为,包括ESR谱线的不对称性、顺磁性掺杂物种对ESR信号的影响,也分别进行了研究。主要结果如下: 1.聚苯胺的电化学现场ESR—电导同步测量 通过自行设计的新型现场ESR电解池,在两种不同的水溶液中对聚苯胺进行了电化学现场ESR—电导同步测量,从而获得ESR信号特征(强度、线宽)及膜电阻随电极电势变化的细致图像。对于盐酸水溶液中的测试,可看到随电极电势变正从极化子开始形成、迅速增加到转变成极化子晶格的全过程。实验发现,在高电导区ESR谱线的运动增宽与电导的变化呈很好的对应关系,表明极化子晶格