聚苯胺是一种典型的本征型导电聚合物,它具有合成简便、原料廉价易得、结构多样化、可逆的掺杂/脱掺杂性能、可逆的氧化／还原性能以及良好的导电性能等优点,受到了人们的广泛关注。纳米聚苯胺可以将纳米材料所具有的尺寸效应、表面效应以及量子效应等特殊的物理化学性能引入到导电聚苯胺中,使其集导电性与纳米材料的功能性与一体,因而具有非常广阔的应用前景。超重力技术是一种新型的化工过程强化技术,能够极大的强化多相流体之间的传质和微观混合。旋转填充床(RPB)是一种常见的超重力设备,并且已经成功应用于多种纳米粉体材料的超重力法制备。超重力法制备纳米粉体材料具有反应时间短、产品粒径小、粒径分布窄、成本低以及放大效应小,易于工业化等优点。本文在快速混合法的基础上,创新地提出了利用超重力技术通过化学氧化聚合反应制备纳米聚苯胺的方法,成功地制备出了纳米纤维形貌和纳米颗粒形貌的聚苯胺产品,并研究了制备过程中纳米聚苯胺的形成机理、影响因素及应用性能。全文主要研究内容如下：1.分别采用快速混合法和超重力法以溶液化学氧化聚合反应制备了聚苯胺纳米结构,并提出了两种不同的超重力法制备纳米聚苯胺的合成工艺：间歇工艺和循环工艺。研究表明：超重力环境对聚苯胺的成核过程有明显的促进作用,能够显著地缩短反应溶液中聚苯胺的成核诱导期。超重力法间歇工艺所制备的聚苯胺为纳米纤维结构,其直径为30-50nm；超重力法循环工艺制备所得的聚苯胺为纳米颗粒结构。在超重力法间歇工艺制备聚苯胺的过程中,纳米聚苯胺是由开始的颗粒结构逐渐生长为一维纳米纤维结构,在此过程中超重力环境能够促进反应溶液中高的过饱和度的形成,利于形成均相成核环境,利于制备形貌均一的聚苯胺纳米纤维结构。超重力法可以实现在较高单体浓度(0.5mol/L)条件下制备聚苯胺纳米纤维。2.研究了超重力法间歇工艺制备聚苯胺纳米纤维的过程中各种影响因素对纳米聚苯胺形貌和性质的影响。研究表明：在单体浓度为0.1-0.5mol/L范围内,都可利用超重力法间歇工艺制备直径在30-50m、表面光滑的聚苯胺纳米纤维。聚苯胺纳米纤维的平均直径随着超重力旋转填充床超重力水平的增加而逐渐减小。较高反应温度条件下制备的聚苯胺纳米纤维的形貌明显优于低温条件下制备的产品。低温条件制备的聚苯胺的掺杂水平相对较高,结晶程度也较好。高氯酸、盐酸、硫酸及磷酸均可以作为超重力法间歇工艺制备聚苯胺纳米纤维的掺杂酸,其中高氯酸和盐酸为掺杂酸制备的聚苯胺纳米纤维的形貌和性能较为优良。超重力法制备聚苯胺纳米纤维最适宜的氧化剂用量范围为单体与氧化剂的摩尔比(An:APS)在4:1与2:1之间。在0-60℃条件下,超重力法制得的聚苯胺样品的重均分子量大于20000,而且低温条件制备的聚苯胺具有较窄的分子量分布。反应温度为20℃时所制备的纳米聚苯胺的导电性能最佳。3.研究了超重力法制备的聚苯胺纳米纤维在不同介质中的分散稳定性,并研究了水体系中聚苯胺对六价铬离子的吸附性能。研究表明：超重力法制备的聚苯胺纳米纤维在水体系中的分散稳定性较好,在盐酸和无水乙醇体系中的分散稳定性较差。聚苯胺对水溶液中六价铬离子具有很强的吸附能力,能够在短时间(30min)内达到吸附平衡,而且平衡吸附率较大(约为99.7%)。