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溶剂对导电聚吡咯防腐蚀性能的影响

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溶剂对导电聚吡咯防腐蚀性能的影响
时间:2023-07-06 00:04:31     小编:

关键词:聚吡咯;不锈钢;防腐蚀;电导率

中图分类号:TG178 文献标识码:A

1实验

2结果与讨论

2.1循环伏安曲线

2.2PPy膜的电导率

在PPy的聚合过程中,有荷正电的中间产物产生,这种荷正电的中间产物必然会受到溶剂分子的“攻击”,其“攻击”的强弱取决于溶剂的给电子性质.给电子性的大小用给电子数DN (Donor Number)值衡量.水和乙腈的DN值分别为75.3 kJ和59.0 kJ\[6\].在水和乙腈中制备的PPy膜的电导率分别为0.16 S/cm和1.09 S/cm.水的DN值比乙腈的大,在水中制备的PPy膜的电导率比在乙腈中制备的小.

2.3PPy膜的形貌

图2是PPy膜的扫描电子显微照片.在水中和乙腈中制备的PPy膜的表面形貌相似,都是由球状粒子堆积组成.但由于在水中吡咯聚合电流密度大,PPy生成速度快,使PPy膜的结节较多.

2.4极化曲线

随着浸泡时间延长,PPy膜的脱掺杂反应不断进行,不锈钢表面的钝化层不断增厚,钝化层电阻Ro逐渐增加,使得SS/PPy界面的电荷转移变得更难,界面电荷转移电阻增加.当PPy还原时,ClO4-从PPy膜中脱出,使PPy膜电阻Rf也增加.由于Rf和Ro值增加,可以明确区分,SS/PPy电极的总阻抗主要由三部分组成,SS/PPy界面电化学反应电阻Rct,SS/PPy膜界面的双电层电容Cd,PPy的膜电阻Rf,膜电容Cf和Warbury阻抗,不锈钢表面的钝化层电阻Ro及其电容Co.其等效电路如图5的模型2,按照该等效电路拟合的数据见表3和表4.

表2 根据等效电路

(1)拟合的SS/PPy浸1h的阻抗参数

Tab.2 The EIS parameters of SS/PPy based on equivalent circuit

(1) for 1 h

溶剂

Pt/PPy的阻抗谱在整个实验时间内几乎不随浸泡时间增加而发生变化,SS/PPy的Rct在60 d内则随时间增加而增加.这是由于Pt表面与PPy不发生电化学反应,而不锈钢表面被PPy氧化,钝化层随时间增加而增厚.Tallman D E在研究铝合金/聚苯胺在0.35%(NH4)2SO4+0.05%NaCl中的阻抗谱时,也发现Rct随浸泡时间的增加而增加[11].

2.6 讨论

3结论

乙腈的给电子性比水的小,在乙腈中制备的PPy膜的电导率比在水中制备的PPy膜的大.

在水中和乙腈中制备的PPy膜的表面形貌相似,都为球状粒子,但水中制备的PPy膜的结节较多.

在H2SO4溶液中,不锈钢的的自腐蚀电流密度为3 580 μA cm-2 ,SS/PPy(H2O)的为40 μA cm-2,SS/PPy(ACN)的为9 μA cm-2.

SS/PPy(ACN)的电荷转移电阻比SS/PPy(H2O)的大,且PPy(ACN)膜对不锈钢的保护时间较PPy(H2O)的长.PPy(ACN)对不锈钢的保护效果最好.

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