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交联聚乙烯亚胺-钴络合物膜的制备及性能

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聚乙烯亚胺(PEI)是一种含有亚胺基的水溶性高分子,其亚服基易L7钻离子络合,形成聚乙烯亚胺一钻(PEI-Co )络合物。PEI-Co络合物可选择性地与氧发生可逆的结合和解离反应,是有效的氧载体,可用于修饰燃料电池中的氧电极,以增加电极附近的氧浓度,从而提高氧的还原电流。但PEI-Co络合物溶f_水,在燃料电池排水过程中易于流失,不适用一于修饰氧电极。本文采用交联法探索不溶于水的PEI膜及PEI-Ca络合物的制备方法、影响因素,交联PEI-Co络合物在水中的溶胀特性,并研究交联PEI-Co络合物修饰氧电极的还原行为。 PEI的亚胺基与聚环氧氯内烷(PECH)的氯甲基反应得到交联的PEI膜,二甲基甲酞服为交联反应的溶剂,交联反应温度为100摄氏度,反应时间以3小时为‘戊。研究了温度、时间和钻离子浓度对交联PEI膜络合钻离子量的影响。结果表明,交联PEI和钻离子的络合量与溶液中钻离了浓度密切相关。当钻离子浓度增加时,平衡络介量增加。随着温度的升高,交联PEI和钻离子的平衡络合量减少。将平衡络合量用Langmuir模型进行拟合,计算出不同温度卜的吸附平衡常数,结果发现随温度升高,平衡常数降低。 研究了交联PEI-Co络合物膜在水中的溶胀行为,并和未与钻离子络合的交联PEI膜进行了比较。讨论了水在PEI-Co络合物膜中的扩散机理,发现基本符合Fickian定律,计算得到水在PE工中的扩散活化能为40.4kJ/mol。 当用PEI-Co络合物膜修饰氧电极时,电极电流显著增加,而未与钻离沂络合的PEI月莫修饰氧电极时一,电流减小,说明未与钻离子络合的PEI膜不其有富集氧气的作用,而PEI-Co络合物膜能与气发生可逆的结合反应,使电极附近氧浓度增加,还原电流提高。

朱青

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聚乙烯亚胺-钴络合物 燃料电池 氧电极

硕士

化学工程

申屠宝卿

2006

浙江大学

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