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三维(3D)纳米结构导电聚合物水凝胶是一类高性能电化学储能材料的代表。本文中,我们运用分子自组装方法,调控了具有形貌可控的一维聚吡咯(PPy)纳米纤维结构,通过共轭掺杂分子台盼蓝(TB)的“交联”作用优化了可控形态的3D网络。首先,在酸性的过硫酸铵(APS)水溶液中TB分子中氨基被质子化,质子化的TB分子之间以离子键合,游离出的磺酸根离子与PPy链通过静电和氢键相互作用,组成一定的空间结构,自分选机制起到对齐PPy链形成1D纳米纤维结构。同时,TB作为凝胶剂,进一步将PPy自组装成纳米结构水凝胶。制备出的导电水凝胶具有形貌可调控性以及优异的电化学性能。电容测试结果发现目标产物具有很大的比电容,PPy纳米结构水凝胶有希望成为下一代最具潜力储能材料。一、介绍了纳米结构导电聚合物、纳米结构导电水凝胶的制备方法以及导电水凝胶的应用;纳米结构导电聚合物主要包括0D纳米颗粒、1D纳米纤维、2D纳米片和3D纳米结构水凝胶;制备导电水凝胶主要包括以原位聚合法和直接聚合法制备的物理型复合水凝胶,以及借助分子间作用力交联方法制备的导电聚合物水凝胶;导电聚合物水凝胶在储能装置、能量转化、传感器、响应凝胶等方面的应用。二、以台盼蓝作为交联剂和掺杂剂,制备出具有一维纳米结构的导电水凝胶。利用傅里叶红外光谱、X射线晶体衍射、冷场扫描电镜以及电化学工作站分别表征了导电水凝胶的化学结构、结晶度、结构形貌以及电化学性能等。不同TB浓度掺杂PPy水凝胶时,PPy水凝胶表现出可控的形态和电化学性质。同时,在1 A/g的电流密度下TB掺杂的PPy水凝胶的电容高达649 F/g,展现了其在储能方面的巨大应用潜力。三、研究了不同的掺杂剂对PPy水凝胶的调控效应以及台盼蓝对聚苯胺水凝胶体系的影响。以直接蓝2和直接紫1两种掺杂剂作为对比,研究了这两种掺杂剂对PPy水凝胶影响,结果发现他们均不能形成一维纳米纤维,其电化学性能明显差于台盼蓝掺杂的PPy水凝胶。台盼蓝掺杂的聚苯胺水凝胶表现出与PPy水凝胶相同的形貌可调性,但电化学性能却低于PPy水凝胶,进一步证明了PPy-TB水凝胶的应用潜力。