1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐离子液体中采用电化学法合成聚苯胺薄膜及其耐蚀性

为了进一步扩大质子交换膜燃料电池(PEMFC)的实际应用,提高其双极板的耐腐蚀性能至关重要.在不锈钢基体上电化学沉积导电聚苯胺(PANI)薄膜,有可能满足PEMFC对导电性和耐蚀性的要求.前人关于电化学合成PANI主要集中在硫酸、高氯酸等水溶液体系,鲜见离子液体中采用电化学法合成聚苯胺薄膜及其耐蚀性的研究.本工作以1-乙基-3-甲基咪唑硫酸乙酯盐(EMIES)离子液体作为聚合反应电解质,采用循环伏安法在316L不锈钢(SS)表面电化学合成PANI薄膜,制备了PANI/316L SS复合材料双极板.用红外光谱、拉曼光谱、紫外可见光谱、X射线光电子能谱和扫描电子显微镜对PANI膜进行结构表征,用开路电位、极化曲线和电化学阻抗谱研究PANI/316L SS腐蚀性能.结果表明:PANI具有中间氧化态结构,EMIES离子液体的阴离子(CH3 CH2 SO4-)和乙二酸的阴离子(HOOC-COO-)作为"对阴离子"在PANI共轭分子链中发生了共掺杂.本工作在316L SS表面获得了平整致密的PANI薄膜.与316L SS裸金属相比,PANI/316L SS的腐蚀电位E0提高0.2～0.4 V,腐蚀电流密度I0降低一个数量级,PANI薄膜使316L SS耐腐蚀性能显著增强.