【摘 要】
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导电聚吡咯具有与金属材料类似的电子导电机制和导电性能.我们的前期研究工作表明,掺杂小尺寸的阴离子的聚吡咯膜具有较好的阴离子交换能力；在碱性溶液中,掺杂阴离子尺寸越大抗腐蚀性能越好；施加阳极极化能促进聚吡咯的腐蚀；在NaCl溶液中持续阳极极化作用下,吡咯环上发生阳极氯取代,加剧聚吡咯的腐蚀.本文通过循环伏安法和交流阻抗法比较了掺杂不同尺寸阴离子的聚吡咯膜在除氧的Na2SO4溶液(排除Cl-的影响)中
【机 构】
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华中科技大学化学与化工学院,材料化学与服役失效湖北省重点实验室,湖北,武汉,430074
【出 处】
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第八届全国腐蚀大会暨第217场中国工程科技论坛
论文部分内容阅读
导电聚吡咯具有与金属材料类似的电子导电机制和导电性能.我们的前期研究工作表明,掺杂小尺寸的阴离子的聚吡咯膜具有较好的阴离子交换能力；在碱性溶液中,掺杂阴离子尺寸越大抗腐蚀性能越好；施加阳极极化能促进聚吡咯的腐蚀；在NaCl溶液中持续阳极极化作用下,吡咯环上发生阳极氯取代,加剧聚吡咯的腐蚀.本文通过循环伏安法和交流阻抗法比较了掺杂不同尺寸阴离子的聚吡咯膜在除氧的Na2SO4溶液(排除Cl-的影响)中持续阳极极化前后的电化学活性的变化程度,研究了掺杂离子对聚吡咯腐蚀的影响.在持续的低电位(0.3,0.4 V vs.SCE)极化作用下,掺杂大尺寸阴离子PSS-的聚吡咯,其循环伏安曲线基本不变,电流容量损失在3％以内,电化学活性(氧化/还原峰)能很好地保持,掺杂小尺寸阴离子SO42-离子的聚吡咯其循环伏安电流容量损失接近10％.随着极化电位的升高,聚吡咯电化学活性的丧失越来越严重,当极化电位为0.5V vs.SCE时,掺杂小尺寸阴离子SO42-离子的聚吡咯其循环伏安电流容量损失大约为掺杂大尺寸阴离子PSS-的聚吡咯的两倍.当极化电位高于0.6V vs.SCE时,两种聚吡咯电化学活性(氧化/还原峰)基本消失,剩余循环伏安电流容量均不到10％(图1).实验结果表明,当极化电位低于过氧化电位时,掺杂大尺寸阴离子的聚吡咯具有较好的抗腐蚀性能,当极化电位高于过氧化电位时,无论是掺杂大尺寸还是小尺寸阴离子的聚吡咯均丧失大部分电化学活性.持续阳极极化作用下聚吡咯膜处于膨胀状态,介质中的离子会进入膜中与膜中掺杂阴离子发生交换.对于大尺寸阴离子掺杂的聚吡咯,其位阻效应较大,不容易从膜中脱出,很难与溶液中的一些亲核粒子如OH-、H2O等发生交换,故相比于小尺寸阴离子掺杂的聚吡咯具有较好的抗腐蚀性能.随着极化电位的升高,阳极可能发生析氧腐蚀,产生更多的OH-,加剧聚吡咯的腐蚀；当极化电位过高时聚吡咯膜的结构可能被破坏,溶液中的离子可以自由进出膜中,故电化学活性损失较为严重.
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