聚合物基金属梯度复合膜合成中的电化学行为.pdfVIP

维普资讯 第19卷第5期 高分子材料科学与工程 v。1．19，N0．5 2003年 9月 POLYMER MATERIALSSCIENCE AND ENGINEERING Sept．2003 聚合物基金属梯度复合膜合成中的电化学行为 刘海燕，唐建国 (青 岛大学，山东 青岛 288071) 摘要：通过将聚合物一金属盐一有机溶剂三元浓溶液涤于阴极材料表面，干燥至一定程度，然后用 电化学 还原方法 ，制备 了聚合物基金属梯度复合膜 (MPGCF)，对 电化学反应体系及反应温度等重要条件进行 了研究．结果表明，采用g-g-B液体 系及碳一铜一C液体系时，均可合成结构可控的MPGCF，但 以后者的 合成条件更温和，适当提高介质温度，有利于MPGCF沉积和过渡层的形成． 关键词 ：聚合物 ；金属；梯度 ；复合膜；电化学 中圈分类号；TB43 文献标识码 ：A 文章编号：1000—7555(2003)05-0076—04 由于梯度功能材料 (FGM)的组成和结构 DMF 中，于 (80士3)℃的水浴 中溶解 ，然后加 是从材料 的一面向另一面呈梯度变化 ，故材料 入铜盐继续在水浴中加热、搅拌，直至成为均匀 的性质和功能也呈梯度变化，它不存在 由界面 的浓溶液为止。 所带来 的各种 问题 ，因此材料的两面具有不同 将阴极装于 自制的涂膜机上 ，匀速转动 ，再 的功能[1]，这种特性引起 了各 国科学家 的广泛 将制备的三元浓溶液均匀地涂于电极外表面 ， 关注[2叫 。在合成聚合物基金属梯度复合材料 室温下转动干燥 4h，再静置干燥 0h~--20h。此 方面，青 岛大学功能复合材料研究室作 了有益 时膜 内仍含有一定量的DMF溶剂，PAN基体 的尝试，取得 了显著成果L2q]。本文在前期工作 呈溶胀状态 ，称为溶胀的阴极膜 (SCF)。将上述 的基础上 ，进一步探讨 了电化学反应体系及反 涂有 SCF的阴极与阳极 、介质溶液、直流稳压 应温度等条件对反应过程及膜结构 的影响，最 电源组成 电化学反应装置 ，控制合适的条件 ，反 终优化 了反应条件 ，建立 了膜 的形态结构与上 应 3h。取出后水洗烘干，即得到聚合物基金属 述电化学条件的相应关系 。合成的MPGCF具 梯度复合膜 (MPGCF)。 有如下特征：金属相在膜 的厚度方向上呈梯度 1．3 介质溶液中各离子含量的分析方法 分布，膜的一侧为致密的金属，另一侧为不含金 Cu 离子浓度采用双环 己酮草酰二腙 比 属的聚合物基体，中间为聚合物和金属互穿的 色法，MI+离子浓度采用 KCr：0，氧化还原滴 过渡层。 定法，MI+和M ¨的总量采用邻二氮菲比色法， 溶液 中H 离子浓度采用酸度计两点定位法测 1 实验部分 定 。 1．1 电解质溶液 1．4 电化学反应过程中膜 电压百分数的表示 用分析纯H2SO．、MSO．·7H20、M2(SO．)3· 分配在 SCF上的膜 电压百分数 由公式(1) xHO、CuSO。·5H0分别配制B、C两种电解质 计算而得： 溶液 。 scF=[(9cF／总]×100 (1) 1．2 样 品合成