聚苯胺微/纳米材料作为一种独特的有机导电材料,致于它在功能材料和生化方面的研究发现而成为当前化学家们的研究热点之一。在本篇论文中,探索了一种绿色环保的冰模板,借助于冰模板方法,采用三价铁离子作为一种温和的氧化剂,并在多酸的辅助下,通过改变聚合体系成功地合成了不同形态的掺杂态聚苯胺微/纳米材料。同时,深入探讨了多酸H4SiW12O40在体系中的作用,并利用其分子作用,改变界面聚合体系的特性设计合成聚苯胺带状结构,系统地研究了聚苯胺材料由于不同的形态对其气敏性质,以及电导率的影响。主要工作如下:1、探索以冰模板作为一种绿色模板,在H4SiW12O40的辅助下制备出由超细纳米纤维(直径20-35nm)组成的聚苯胺片状材料,探讨了聚苯胺树枝状片状结构的形成机制,以及试剂浓度对其形貌的影响,并进行了表征和性质测试。由于该法得到的纳米纤维的比表面积高,具有多孔状的结构特征,从而得到了优良的气敏响应结果。2、设计出了一个新颖绿色的微囊体系,得到形态单一的掺杂态聚苯胺碗状结构。通过一系列的实验试剂研究了试剂浓度对其形貌和直径尺寸的影响。此外,聚苯胺的碗状结构这一开放的结构特点也使它表现出良好的气敏性质,拓宽了具有复杂容器状结构的功能材料的领域,同时也提出了一种与众不同的合成半球容器状结构的新路径。3、采用不同的酸和有机试剂的对比实验,进一步系统地分析探讨多酸分子和其他试剂在冰模板聚合反应中的作用。多酸POMs- H4SiW12O40具有较多的氢质子,和多阴离子富氧-亲核的特性,它与水分子之间和其他试剂之间较强的成键作用可使它作为一个分子模板来指导苯胺的聚合,对不同形态的聚苯胺结构的形成发挥着重要作用。4、利用多酸与水分子之间的氢键键合作用,并结合界面体系中界面分子排列有序之特点,控制合成了聚苯胺带状结构。多酸H4SiW12O40的富氧-亲核特性对聚苯胺带状结构的形成起着至关重要的因素,而与有机溶剂的种类无关。同时,由于多酸指导合成聚苯胺具有分子排列短程有序的特点,这对其电导率有着重大影响。5、采用冰冻自主装法制备了多酸掺杂聚苯胺/银带状复合物,同时引入多酸和金属银纳米粒子。聚苯胺由于结构的无序性存在大量的载流子陷阱,金属银纳米粒子作为“杂质”粒子可以对聚苯胺进行电荷注入,这样就可以使聚苯胺借助于银纳米粒子的作用而捕获大量电荷。同时借助于多酸较强的得电子能力和电荷导出能力,电荷最终通过多酸被导出,这样电荷的传输流动就得到了很好的控制,大大降低了聚苯胺的电子-空穴对的耦合速率,从而对紫外光表现出光电流响应。