導電聚吡咯的制備及其電化學性能研究.pdf

1、導電高分子聚吡咯(PPy)具有環(huán)境穩(wěn)定性好、易合成、氧化還原可逆性高等優(yōu)點，在金屬防腐、傳感器、光電器件、生命科學和電池等領域具有重要的應用研究價值。本文在不銹鋼表面制備了多種PPy膜，采用掃描電子顯微鏡、紅外光譜和四探針電導率測量儀分別對導電 PPy的形貌、結構和電導率進行了表征，用循環(huán)伏安法研究了吡咯聚合的電化學行為，用畫格法研究了PPy膜在不銹鋼上的結合力，采用線性掃描伏安曲線、動電位極化曲線、自腐蝕電位-時間曲線、電化學阻抗譜等

2、方法研究了PPy對不銹鋼的防腐蝕機理。
　　采用恒電流法分別在0.1 mol L-1吡咯+0.1 mol L-1高氯酸鈉的水、乙腈、硝基甲烷溶液中合成了PPy膜，研究了溶劑親核性對PPy的形貌、電導率以及防止不銹鋼腐蝕性能的影響。有PPy膜覆蓋的不銹鋼的自腐蝕電位比裸不銹鋼高，自腐蝕電流密度比裸不銹鋼小。在水溶液中制備的PPy缺陷最多、導電性最差，對不銹鋼的保護作用差。在三種溶劑中，水溶劑的親核性最大，對吡咯聚合中間體的作用最大，

3、鏈反應終止較容易，使得 PPy鏈共軛度最短，膜的缺陷較最多，電導率最小。在1 mol L-1 H2SO4溶液中用動電位極化曲線、電化學阻抗譜研究PPy膜的防腐蝕性，由于硝基甲烷的親核性最小，在硝基甲烷溶液中生成的PPy防腐蝕性能最好。
　　采用恒電流法在不含和含0.005 mol L-1全氟辛基磺酸鉀(KPFOS)的吡咯的草酸溶液中在不銹鋼表面制備了PPy膜，研究了這兩種膜對不銹鋼的防腐蝕作用。摻雜 PFOS-的PPy膜比不摻雜的

4、膜在不銹鋼表面上的結合力好。動電位極化曲線結果表明摻雜PFOS-的PPy膜在0.1 mol L-1 HCl中對不銹鋼的保護作用比沒有摻雜的好，自腐蝕電位-時間曲線結果表明摻雜 PFOS-的PPy膜在3.5％NaCl溶液中浸泡35 d都保持在較正的電位，電化學阻抗譜結果表明摻雜了PFOS-的PPy膜在0.58%NaCl溶液中，有一擴散控制 Warbury阻抗，腐蝕溶液在膜中擴散速度慢。全氟辛基磺酸鉀提高了PPy膜在不銹鋼上結合力，使 PP

5、y膜致密、孔隙小，提高了機械隔離作用，對不銹鋼有更好的保護性。
　　采用循環(huán)伏安法在不含和含0.01 mol L-1偏釩酸鈉(NaVO3)的0.14 mol L-1草酸鈉+0.06 mol L-1草酸+吡咯溶液中在不銹鋼表面制備了PPy。用線性掃描伏安曲線、動電位極化曲線和電化學阻抗譜研究PPy膜在1 mol L-1 H2SO4對不銹鋼的防腐蝕作用。結果表明，偏釩酸鈉能抑制不銹鋼的陽極溶解，使得電化學合成的PPy膜表面均勻，且提高

6、了PPy的活性。摻雜在PPy膜內的VO3-釋放出來，抑制了陰極反應減緩了不銹鋼的陽極反應速度，使得不銹鋼的腐蝕速度減慢。兩種膜均使不銹鋼的表面形成鈍化膜，但是摻雜了VO3-的PPy膜的低頻段的阻抗值比不摻雜的大，對不銹鋼的保護作用較好，且摻雜了VO3-的PPy膜電阻大。摻雜了VO3-的PPy膜在硫酸溶液中浸泡的阻抗譜中，每一條阻抗譜都有一條擴散控制的Warbury阻抗，隨著浸泡時間的延長，界面電荷轉移電阻逐漸增大。VO3-的摻雜提高了P