交联聚乙烯亚胺-钴络合物膜的制备及性能

摘要

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。

目录

摘要

1前言

2文献综述

3实验部分

4交联聚乙烯亚胺膜的制备

5交联聚乙烯亚胺膜与钴离子的络合

6交联聚乙烯亚胺-钴(PEI-Co)络合物膜的溶胀行为

7聚乙烯亚胺-钴(PEI-Co)络合物对修饰氧电极性能的影响

8结论与展望

参考文献

致谢