一、实验目的

1、通过本实验，熟悉和掌握循环伏安法的基本原理及在聚苯胺的电化学聚合及降解研究中的应用。

2、通过对实验现象的观察及对记录信号的解析与讨论，了解聚苯胺的聚合机理、降解现象、性质以及可能的应用前景。

二、方法原理

聚苯胺的制备有化学法和电化学法，其中电化学法是一种简单而有效的方法。制备时常采用三电极系统，即工作电极(WE)、对电极(CE)与参比电极(RE)。工作电极一般用贵金属或碳类材料制作，铂金和饱和甘汞电极可分别作为对电极和参比电极。

苯胺氧化的步是生成自由基阳离子，它与聚合介质的pH无关，是聚合反应的速率控制步骤。自由基阳离子发生二聚反应产生对胺基二苯胺（头-尾二聚），可表示如下。

聚苯胺链的形成就是活性链端（-NH₂）反复进行这种反应,不断增长的结果。由于在酸性条件下聚苯胺链具有导电性质，保证了电子能通过聚苯胺链传导至阳极，使增长继续，只有当头-头偶合反应发生形成偶氮结构才使得聚合停止。

通过聚苯胺的循环伏安图以及聚苯胺循环扫描后的溶液的吸收光谱，很容易看出聚苯胺的降解现象。

三、仪器与试剂：
仪器：CS350M电化学工作站；超声波清洗机；铂片电极、铂丝电极、石墨电极、饱和甘汞电极；氮气；砂纸；

试剂：1.0 mol·L^-1苯胺（含0.5 mol·L^-1硫酸）； 0.5 mol·L^-1硫酸；

四、操作步骤：

循环伏安法

取0.1 mol·L^-1苯胺溶液20 mL左右，于一50mL烧杯中，通氮除氧10分钟左右，以铂丝电极为工作电极(铂电极在使用前要在铬酸溶液中处理，然后再超声波清洗)，铂电极为对电极，饱和甘汞电极为参比电极，根据如下参数(参数可自行设置)记录循环伏安图。

图1.  聚苯胺合成的循环伏安参数设置

初始电位0 V（相对OCP）；采样速率：10 Hz ；等待时间2 s；高电位 -0.2 (相对参比)；低电位:1 V(相对参比)；扫描速率10 mV/s ；循环次数 10次。

聚合完毕后，取出电极（工作电极、对电极和参比电极），用蒸馏水轻轻冲洗一下，放入0.5 mol·L^-1硫酸的空白溶液中，用上述同样的方法与参数扫描30次，观察循环伏安曲线的变化趋势。

将聚合完的溶液作紫外－可见吸收光谱测定，以0.5 mol·L^-1硫酸作参比液。

另取25 mL 0.1 mol·L^-1苯胺（含0.5 mol·L^-1硫酸）溶液，以ITO电极为工作电极，参比电极和对电极不变，加扫描电位聚合，观察聚苯胺颜色随扫描电位变化情况。