交联聚乙烯亚胺钴络合物膜的制备及性能.pdf

—————塑坠兰型塑型二—————』譬娅乏637 摘要 聚乙烯亚胺(PEI)是一种含有亚胺基的水溶性高分子，其亚胺摹易‘，钻离 子络合，形成聚乙烯亚胺一钴(PEI．co)络合物。PEI—co络合物可选择十牛地与 氧发生可逆的结合和解离反应，是有效的氧载体，可用丁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络合物溶十 水，在燃料电池排水过程中易于流失，不适用于修饰氧电极。奉文采用交联法探 索爿i浴于水的PEI膜及PEI．co络合物的制各方法、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冈烷(PEcH)的氯甲是反应得到交联的PEI膜， 二甲基甲酰胺为交联反应的溶剂，交联反应温度为100℃，反应时『剐以3小时为 。白：。研究了温度、时问和钴离子浓度对交联PEI膜络合钴离了量的影u向。结果表 明，交联PEI和钻离子的络合量与浴液中钻离了浓度密切相火。当钴离子浓度增 加时，平衡络含量增加。随着温度的升高，交联PEI和钴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。n及附过程的焓和熵分别为一13kJ·m01。和 ．107J·m01。1·K～。 研究了交联PEI—Co络合物膜在水巾的溶胀行为，并和未与钴离予络合的交 联PEl膜进行了比较。结果表明，PEI．Co络合物膜在水中具有较好的溶胀性能， 其半衡溶胀度随交联PEI—Co络合物膜qjPEI含量的增加而增大，PEI／PECH摩尔 比为O27州，平衡溶胀度为O 为1．80mol％，但小于未与钴离了络合的交联PEI膜。随膜厚增加、温度升高， PEI．co络合物膜在水中的平衡溶胀度变化不人。讨论了水存PEI．co络合物膜q。 的扩散机理，发现基本符合Fickian定律，计算得到水在PEI中的扩散活化能为 40．4kJ／mol。 当用PEI．co络合物膜修饰氧电檄时，电极电流显著增加，而末与钻离f络 合的PEI膜修饰氧电极时，电流减小，说明未oj钴离子络合的PEI膜不具柯富集 氧气的作用，而PEI．co络合物膜能与氰发生可逆的结合反应，使电极附近氰浓 度增加，还原电流提高。 父键词：聚乙烯亚胺．钻络合物：膜；制备；。陀能 浙江人学坝”学位论殳 Abs{faet awate卜solublewith Poiyemylenimine(PEI)ispoiymerimin。groups．Imine inPEl wi}hc。baltic嗽sa珏d奄ffn gl书tlps e蹯cofnplox P基l—C。eompl。x，PE}一C。 reversible couldbcusedto complexdIsplavs oXygen-bindin8properties。which to theconcelltrationof andincreasethe the electrodeincreaso oxygen m()difyoxygen is啪te卜soluble 1．eduetioncufrontof elo文rode．}{oweVerPEl—Co oxygen eomplex andoouldbe washedwhenthewater inn{elcelld豫ined easily 8way prodLIced away， 劬ich the ofPEI—Co inthenlodification{)r