聚苯胺膜/不锈钢复合双极板的耐蚀性和导电性

聚苯胺膜/不锈钢复合双极板的耐蚀性和导电性

论文摘要

目的在316L不锈钢(SS)表面沉积聚苯胺(PANI)薄膜,制备PANI/316L SS复合材料双极板,提高316LSS在质子交换膜燃料电池工作环境下的耐腐蚀性能和导电性能。方法采用循环伏安法,在0.1 mol/L苯胺单体与0.2 mol/L H2SO4组成的水溶液中,在316L SS基体上电化学聚合PANI薄膜。采用SEM观察表面形貌,采用FTIR和Raman分析PANI官能团结构,采用XPS分析PANI膜中元素组成和化学键合状态。采用开路电位(OCP)、极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)研究PANI/316L SS腐蚀性能。采用四探针技术研究PANI膜的导电性。结果 SEM观察显示PANI膜为纤维状堆积物。红外光谱发现苯环、醌环和S==O伸缩振动,拉曼光谱发现掺杂态的半醌自由基C—N+·,确定合成的PANI具有中间氧化态结构。XPS分析表明,聚合过程发生了质子酸掺杂,"对阴离子"(SO42-)进入PANI分子链中,掺杂度为3%~4%。电化学测试表明,PANI/316L SS的OCP为0.15~0.25 V,PANI使316L SS腐蚀倾向降低,随着Cl-浓度的升高,腐蚀电流密度增大。结论在酸性含Cl-介质中,PANI/316L SS体系耐蚀性好,膜/基界面处保护性氧化膜Fe2O3和Cr2O3的形成,使PANI/316L SS体系耐腐蚀性能提高。在制备条件下,PANI膜厚度介于146~315μm之间,电导率范围为1.33~8.91 S/cm。

论文目录

  • 1 实验
  •   1.1 试剂和材料
  •   1.2 PANI膜的制备
  •   1.3 材料结构表征及性能测试
  • 2 结果与讨论
  •   2.1 电化学合成
  •   2.2 材料结构表征
  •     2.2.1 SEM形貌观察
  •     2.2.2 FTIR分析
  •     2.2.3 Raman分析
  •     2.2.4 XPS分析
  •   2.3 腐蚀性能
  •     2.3.1 开路电位
  •     2.3.2 电化学阻抗谱
  •     2.3.3 极化曲线
  •     2.3.4 防腐蚀机制
  •   2.4 导电性
  • 3 结论
  • 文章来源

    类型: 期刊论文

    作者: 周婉秋,杨佳宇,刘晓安,姜文印,辛士刚,康艳红

    关键词: 聚苯胺薄膜,不锈钢双极板,循环伏安法,耐蚀性,导电性

    来源: 表面技术 2019年12期

    年度: 2019

    分类: 工程科技Ⅰ辑

    专业: 金属学及金属工艺

    单位: 沈阳师范大学化学化工学院

    基金: 辽宁省教育厅重点实验室基础研究项目(LZ2015066)~~

    分类号: TG174.4

    DOI: 10.16490/j.cnki.issn.1001-3660.2019.12.039

    页码: 320-327

    总页数: 8

    文件大小: 1912K

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