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

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