Nafion基氧化还原聚合物在空气中的电荷传输性能-CiteSeerX
Nafion膜固定的麦尔多拉蓝为介体的过氧化氢、葡萄糖和乳糖生物传感器
Nafion膜固定的麦尔多拉蓝为介体的过氧化氢、葡萄糖和乳
糖生物传感器
孙康;项永福
【期刊名称】《分析测试学报》
【年(卷),期】2003(022)002
【摘要】以Nafion膜修饰玻碳电极固定的麦尔多拉蓝为辣根过氧化物酶和电极
间的电子传递介体,成功地制成了性能优良的电流型单酶过氧化氢生物传感器;在此
基础上通过固定双酶(辣根过氧化物酶-葡萄糖氧化酶)和三酶(辣根过氧化物酶-葡萄糖氧化酶-半乳糖苷酶)分别制成了葡萄糖和乳糖生物传感器;探讨了工作电位、pH、温度和干扰物质等对这3种生物传感器的影响.
【总页数】5页(P43-47)
【作者】孙康;项永福
【作者单位】四川教育学院,化学系,四川,成都,610041;四川教育学院,化学系,四川,
成都,610041
【正文语种】中文
【中图分类】O629.1;TQ123.6
【相关文献】
1.SiO2/Nafion杂化膜固定酶的过氧化氢生物传感器 [J], 孙康;王知彩;李仲辉
2.麦尔多拉蓝作为电子介体的一次性血清酒精生物传感器 [J], 罗鹏;谢国明;宋方洲;邓世雄;徐华健
3.溶胶-凝胶杂化膜固定介体和酶的过氧化氢、葡萄糖生物传感器 [J], 孙康
4.Nafion 膜固定的新亚甲基蓝为介体生物传感器 [J], 孙康;王丽平;陶玲;陈孝康
5.用Nafion膜固定的N-甲基吩嗪为介体的过氧化氢生物传感器 [J],
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利用Nafion薄膜-水溶液界面提高铂络合物和紫精间的光致电荷分离态的寿命(英文)
利用Nafion薄膜-水溶液界面提高铂络合物和紫精间的光致电荷分离态的寿命(英文)仪修禹;吴骊珠;佟振合【期刊名称】《感光科学与光化学》【年(卷),期】2000(18)2【摘要】研究了铂络合物PtL1 L2 2 +(L1 =4 甲氧基苯基 6 苯基2 ,2’ 联吡啶 ,L2 =吡啶 )和磺酸丙基紫精 (PVS0 )在Nafion膜中进行的光致电子转移和电荷分离 .Nafion膜被水溶胀后形成类似反胶束的结构 ,其空腔表面带有负电荷 .将带有正电荷的电子给体PtL1 L2 2 +吸附到膜中 ,电中性的受体PVS0 溶于水中 ,采用带有正电荷的N ,N’ 四亚甲基2 ,2’ 联吡啶 (DQ2 +)作为电荷载体 ,并且也被吸附到膜内 .激发PtL1 L2 2 +导致与DQ2 +发生电子转移 ,生成的DQ+· 迁移到Nafion膜水溶液界面并将电子传给受体PVS0 ,生成的PVS+·被Nafion膜表面负电荷排斥从而阻止电荷回传 .电子转移产物PtL1 L2 3 +位于膜中,PVS+·位于溶液中 ,两者隔离 ,电荷分离状态的寿命可长达几天 .【总页数】7页(P97-103)【关键词】铂络合物;紫精;光致电子转移;电荷分离【作者】仪修禹;吴骊珠;佟振合【作者单位】中国科学院感光化学研究所;中国科学院分子科学中心【正文语种】中文【中图分类】O644.16;O641.4【相关文献】1.利用Nafion薄膜-水溶液界面提高铂络合物和紫精间的光致电荷分离态的寿命[J], 仪修禹;吴骊珠;佟振合2.Rup2P表面敏化TiO2基复合薄膜光致界面电荷转移 [J], 翟晓辉;赵俊岩;巢晖;曹亚安3.耦合量子点薄膜中光致界面电荷转移 [J], 李博;陈帅;吴红琳;宋云飞;刘伟龙;杨延强;杨庆鑫4.耦合量子点薄膜中光致界面电荷转移 [J], 李博;陈帅;吴红琳;宋云飞;刘伟龙;杨延强;杨庆鑫;因版权原因，仅展示原文概要，查看原文内容请购买。
nafion211 电导率
nafion211 电导率Nafion是一种著名的电解质材料，由底物聚四氟乙烯（PTFE）和亲水性链状聚偏氟乙烯磺酸酯（PFSVDS）交替聚合而成。
Nafion具有很高的电导率，使得它成为许多电化学和能源领域的重要材料。
在本文中，我们将深入探讨Nafion的电导率以及相关的研究内容。
首先，Nafion的电导率主要来源于其特殊的结构和化学成分。
Nafion的结构中交替排列的PTFE和PFSVDS链使其具有分子间空隙，这些空隙协助离子在材料内部移动。
同时，PFSVDS链上的磺酸基团具有良好的亲水性，可以吸附水分子并防止离子的堆积。
这种特殊的结构和化学成分使得Nafion具有优异的离子传输性能和高电导率。
实际上，Nafion的电导率受到许多因素的影响，其中包括温度、水含量、膜厚度等等。
以下是一些相关研究的事实和结果：1. 温度：温度对Nafion的电导率有巨大影响。
研究表明，随着温度的升高，Nafion的电导率显著增加。
这是因为高温下分子动力学增加，离子的运动性能提高，从而导致电导率的增加。
2. 水含量：水的存在对Nafion的电导率至关重要。
一般来说，Nafion需要持续的水供应才能保持其高电导率。
水分子通过与磺酸基团形成氢键的方式与Nafion结构相互作用，从而促进离子的传输。
研究表明，相对较高的水含量可以显著提高Nafion的电导率。
3. 膜厚度：膜厚度也是Nafion的电导率的重要因素之一。
较薄的Nafion膜具有更高的电导率，因为较薄的膜可以减少离子传输的路径和电阻。
研究表明，通过减小膜的厚度可以显著提高Nafion的电导率。
4. 添加剂：研究人员还尝试添加一些具有改善离子传输性能的添加剂来提高Nafion的电导率。
例如，一些研究表明，添加导电性高分子或纳米材料可以改善Nafion的电导率。
这些添加剂可以提供额外的离子通道，从而增加Nafion的电导率。
总结而言，Nafion的电导率受到多种因素的影响，包括温度、水含量、膜厚度和添加剂等。
Nafion
A New Form of Nafion Perfluorosulfonic Acid ResinFabrication of Nafion Nano-Particles in Porous Silica and Its Application asSolid CatalystXu Boqing, Qiu Xianqing, Zhu Qiming(State Key Lab of C1 Chemical Technology and Department of Chemistry Tsinghua University, Beijing 100084)Abstract This review article discusses briefly the advantage and disadvantage, in comparison with the industrial Amberlyst-15 resin and other acid catalysts, of the conventional Nafion acid resin catalyst. A new form of the Nafion acid resin catalyst is described as a composite of nanometer sized Nafion resin particles fabricated in highly porous silica. Preparation and catalytic characteristics of this kind of organic/inorganic nano-composites as strong solid acid catalyst are reviewed.Keywords Nafion, acid catalyst, environmental catalysis,organic/inorganic composite, porous silica摘要 Nafion作为环境无害绿色（超）强酸固体催化剂对许多重要的工业化学反应具有很好的选择催化作用。
电极添加剂Nafion乳液对离子膜燃料电池放电性能的影响
电极添加剂Nafion乳液对离子膜燃料电池放电性能的影响汪树军;赵永丰
【期刊名称】《石油大学学报：自然科学版》
【年(卷),期】2000(24)3
【摘要】离子交换膜燃料电池作为一种理想的氢能发电装置 ,是目前氢能研究开发的热点。
用实验方法研究了电极添加剂Nafion乳液对离子交换膜燃料电池电化学性能的影响。
实验结果表明 ,在电极中加入适量的Nafion乳液可以显著地提高电极的电催化反应活性。
当电极中Nafion乳液的含量为 3%～ 5 %时 ,燃料电池的放电电压和电流密度都处于高峰值状态。
实验结果还发现。
【总页数】3页(P61-63)
【关键词】氢能;燃料电池;电极;添加剂;Nafion乳液;放电性
【作者】汪树军;赵永丰
【作者单位】石油大学化工学部
【正文语种】中文
【中图分类】TM911.48
【相关文献】
1.电极添加剂Nanfion乳液对离子膜燃料电池放电性能的影响 [J], 汪树军;赵永丰
2.合成苯酚的有机合成型离子膜燃料电池的研究I电极添加剂对合成苯酚的有机合成型燃料电池放电性能的影响 [J], 张伟
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Nafion基氧化还原聚合物在空气中的电荷传输性能
中图分类号： ０ ４ ６６
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物理化学学报（ ｕ ｕｘ ｅ ｕｂ ｏ Ｗ ｌ ａｕ ｅａ） ｉ Ｈ Ｘ
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能． 研究结果表 明， 合适 量聚 乙二醇（Ｅ 的 Ｎａ ｏ 金属联吡啶配合 物｛ ａ ｏ ［ ｂ ｙ］ Ｐ Ｇ （ Ｒ ， ｅ｝ 混 Ｐ Ｇ） ｉ ｔ ｎ基 Ｎ ｆ ｎＭ（ｐ ）， Ｅ ］ ｉ Ｍ＝ ｕ Ｆ ） 膜 的表观 电荷传递 扩散 系数 （ 达到 ｌ １ ｃ ・‘， ＤＯ Ｏ 一 ０ ｍ。ｓ 电子或空穴迁移率 ） 达到 １４ １ ｃ ・ ＿＿ ． 导电 ０ － ０ ｍ。Ｖ ｌ ‘ 在 ｓ
氧化还原聚合物修饰的过氧化氢传感器的研究
氧化还原聚合物修饰的过氧化氢传感器的研究下载提示：该文档是本店铺精心编制而成的，希望大家下载后，能够帮助大家解决实际问题。
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Nafion
Nafion®是聚四氟乙烯(Teflon®）和全氟-3,6-二环氧-4—甲基-7—癸烯-硫酸的共聚物。
简单的Nafion是Teflon结构伴有另一氟碳临时侧链。
侧链的终点是一个磺酸基（— SO3H）.由于这个额外的磺酸基，Nafion是氟碳聚合物。
如同大部分的含氟聚合物一样，它具有极强的抗化学侵蚀性（抗腐蚀）。
磺酸基固定在氟碳基上，不会被移除，但与氟碳基不同的是，磺酸基会参与化学反应。
磺酸基的存在使得Nafion有了三个重要的特性：1。
由于磺酸基的强酸特性，Nafion的功能就如酸催化剂；2. 当接触到溶液时,Nafion也能作为离子交换树脂；3。
Nafion可以在气相或液相状态快速的吸水.每个磺酸基可以吸收高达13个水分子.磺酸基通过大量疏水性聚合物形成离子通道，而水也很快通过通道被运送。
Nafion的功能主要是一种对水气有选择性的半渗透膜。
Nafion的物理特质和其他含氟聚合物相似，它是半透明的塑料。
作为离子交换膜使用时，生产商杜邦公司指定的工作温度高达190℃。
作为气体干燥器使用时，博纯公司指定的工作温度高达150℃。
Nafion管的爆破压力一般大于200psig（超过13bar），但随管的直径和壁厚有变化. Nafion 的一个不寻常的特性是其改变物理尺寸的倾向。
由于Nafion能吸水，尺寸可膨胀多达22％。
当它接触到醇时尺寸可膨胀多达88％。
Nafion的稳定性如何？Nafion是由最耐化学腐蚀性的聚合物四氟乙烯（Teflon)组成的. Nafion有一个强酸基可与一些物质发生反应。
反应的产物是在空气中微量的有机物质，是由于不完全燃烧或活性产品的化学泄漏产生的.由这些有机物引起的Nafion管的轻微颜色变化并不表明它已失去了它的干燥性能.Nafion干燥器应储存在聚乙烯袋中以防止变色。
Nafion是非常稳定，不会发生化学变化,除非暴露于含盐的水溶液中.该产品的热稳定性可达160℃（329 ° F）的温度. 在气体连续排放监测应用中，Nafion不会与其中的常规气体和蒸气反应。
还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究
还原氧化石墨烯及其复合材料的制备与吸波性能研究摘要不论是在军事领域，还是民用领域，高性能吸波材料因具有厚度薄、质量轻、吸收强以及吸收频带宽的优点而具有潜在的应用价值。
在众多高性能吸波材料中，石墨烯凭借其较低的密度、超高的比表面积、优异的介电性能、机械性能和化学稳定性成为了吸波领域研究的热点，然而，石墨烯较高的介电常数使得其阻抗匹配特性极差，造成大量的电磁波被反射，进而导致其较差的吸波性能。
针对以上问题，本文以还原氧化石墨烯为基体，通过引入导电聚合物和核壳结构的纳米粒子来提升还原氧化石墨烯的阻抗匹配特性，从而增强其对电磁波的吸收；此外，为了探索其在实际过程中的应用，我们将制备的粉末状吸波剂均匀分散于环氧树脂中，对其吸波性能进行了研究。
具体研究内容和结果如下：（1）以苯胺功能化修饰的还原氧化石墨烯（rGO-An）为活性点，通过界面聚合法将纳米棒状的聚苯胺（PANI）接枝在rGO表面，形成还原氧化石墨烯共价接枝聚苯胺（rGO-g-PANI）复合材料。
当该复合材料在石蜡中的掺杂比为30wt%时，获得最优的吸波性能，在厚度为3mm时，最小反射损耗（RL）可以达到-45.2dB，有效吸收带宽能够覆盖4.4GHz，这表明PANI纳米棒的接枝明显能够改善rGO的吸波性能；此外，为了突出rGO和PANI纳米棒接枝的增强效果优于二者的物理吸附，我们将rGO/PANI复合材料和rGO-g-PANI复合材料的吸波性能作了对比，并且对其机理进行了探讨。
（2）以类沸石咪唑酯骨架材料（ZIF-67）为芯材，以氧化锌（ZnO）为壳层，合成具有核壳结构的ZIF-67@ZnO纳米粒子，然后通过高温煅烧的方式，将ZIF-67中的有机物裂解掉，形成核壳结构的Co/NPC@ZnO纳米粒子，当30wt%的Co/NPC@ZnO纳米粒子混合在石蜡中时，该纳米粒子能够对电磁波产生最强的吸收效果；最后，我们将该纳米粒子与GO复合，通过水合肼的还原作用，形成rGO包裹Co/NPC@ZnO纳米粒子的三维网络结构，此三维网络结构的最小RL值为-45.4dB，有效吸收带宽为5.4GHz，而吸波剂的厚度仅有2mm，结合rGO的吸波性能，我们研究了Co/NPC@ZnO的增强机理。
非贵金属氧还原电催化剂的研究进展
非贵金属氧还原电催化剂的研究进展杨洋;马雨蒙;李朋伟;李巧霞【摘要】介绍材料科学和纳米科技在非贵金属氧还原催化剂方面取得的进展,包括过渡金属无机纳米粒子、金属(M)-N-C型催化剂和金属有机框架(MOFs)材料催化剂等3个方面.从合成、性能和活性中心等相关方面,对这3类催化剂进行总结.%The progress of material sciences and nanotechnology in non-precious metal oxygen reduction catalysts during the past few years was summarized,including transition-metal-based inorganic nanoparticles,metal-nitrogen-carbon catalysts and metalorganic-frameworks.The 3 types of catalysts were summarized from synthesis,performance and active center.【期刊名称】《电池》【年(卷),期】2018(048)001【总页数】4页(P56-59)【关键词】燃料电池;非贵金属;氧还原;催化剂【作者】杨洋;马雨蒙;李朋伟;李巧霞【作者单位】上海电力学院环境与化学工程学院,上海市电力材料防护与新材料重点实验室,上海200090;上海电力学院环境与化学工程学院,上海市电力材料防护与新材料重点实验室,上海200090;上海电力学院环境与化学工程学院,上海市电力材料防护与新材料重点实验室,上海200090;上海电力学院环境与化学工程学院,上海市电力材料防护与新材料重点实验室,上海200090【正文语种】中文【中图分类】TM911.46在实际应用中，低温燃料电池的转化效率低于理论值，主要是阴极氧还原反应(ORR)的动力学迟缓所致。
nafion膜 氧气 pt催化剂
nafion膜氧气 pt催化剂Nafion膜是一种广泛应用于氧气电化学领域的离子交换膜，而Pt 催化剂则是一种常用的氧气还原反应催化剂。
本文将从Nafion膜和Pt催化剂的特性、应用以及研究进展等方面进行探讨。
我们来了解一下Nafion膜的特性。
Nafion膜是一种由聚四氟乙烯基底和含有氟磺酸基团的共聚物组成的离子交换膜。
它具有优异的氧气通透性、化学稳定性和抗水解性，在广泛的氧气电化学领域中得到了广泛的应用。
Nafion膜的氧气通透性使得其能够有效地传递氧气分子，从而提高了氧气还原反应的效率。
同时，Nafion膜的化学稳定性和抗水解性使得其在高温和湿度环境下仍然能够保持良好的性能。
接下来，我们来了解一下Pt催化剂在氧气还原反应中的应用。
Pt 催化剂是一种常用的氧气还原反应催化剂，具有良好的电催化性能和化学稳定性。
由于Pt催化剂的高活性和选择性，它能够有效地催化氧气的还原反应，将氧气分子转化为水。
因此，Pt催化剂被广泛应用于燃料电池、金属空气电池和电解水等领域。
在这些应用中，Pt催化剂能够提高氧气还原反应的速率和效率，从而改善电化学器件的性能。
我们来了解一下关于Nafion膜和Pt催化剂的研究进展。
近年来，研究人员对Nafion膜和Pt催化剂进行了大量的研究，并取得了一系列的进展。
例如，研究人员通过改变Nafion膜的结构和成分，设计制备出具有更高氧气通透性和更好电导性的Nafion膜。
此外，研究人员还通过合成纳米级Pt催化剂，提高了催化剂的比表面积和电催化性能。
这些研究为进一步提高氧气还原反应的效率和稳定性提供了新的思路和方法。
Nafion膜和Pt催化剂在氧气电化学领域中具有重要的应用价值。
Nafion膜的优异特性使其能够作为氧气传递的离子交换膜，而Pt 催化剂则能够有效地催化氧气的还原反应。
通过对Nafion膜和Pt 催化剂的研究，可以进一步提高氧气还原反应的效率和稳定性，从而推动氧气电化学领域的发展。
Nafion的简介
Nafion的简介Nafion是由全氟化磺酸酯构成的一种优良的阳离子交换剂。
在Nafion的内部，分子憎水性的畴（即类似于聚四氟乙烯的氟碳骨架畴和亲水性的畴）的链端为亲水性的离子化磺酸基，由于起离子交换作用的是磺酸基，所以它对阳离子有很好的选择性，尤其对那些大的、憎水性的阳离子具有很好的选择性，其分子结构二、Nafion膜修饰电极的性质1.选择性离子交换由于Nafion膜内部含有亲水性的离子化磺酸基，伸于骨架外，聚集着极化了的溶剂分子，起到与其他阳离子交换的作用。
阳离子在Nafion膜与溶液间的界面上进行交换，由于Nafion膜的机械性能较好，膜本身不溶于水溶液中，且膜具有一定的厚度，离子达到交换平衡需要一定的时间，通常在分析测试中先将修饰了Nafion膜的电极放入待测液中浸泡一段时间，最好对被测离子在一定电位中预富集，并加以搅拌，使Nafion膜中的交换离子达到一定的浓度，以提高检测灵敏度。
与Nafion可选择性交换的离子的离子扩散系数KD都很小(1×10-10~2.5×10-9cm2/s)，且都比Na+(9.44×10-7cm2/s)低，能把Na+交换出来。
可交换的离子包括许多金属离子(In3+，Pb2+，Bi3+，Fe3+，Cu2+等)和一些质子化的有机阳离子（阿米提林，咖啡因，左旋多巴胺等）。
2.催化作用Nafion膜除了交换简单的亲水性小阳离子和疏水性大阳离子外，还可以将配合物结合到膜中，被固定的电活性物质对溶液中的某些反应具有催化作用。
例如把某些络合剂或螯合剂和Nafion膜共同修饰在裸玻碳电极表面，可以将络合反应和离子交换反应结合起来，更好的富集、分离。
3.选择性透过Nafion膜修饰电极可以使某些离子透过膜到达电极表面进行反应，而有些离子就被格挡在膜外，从而使测定的选择性提高。
Nafion膜离子化后带有负电，所以靠电荷排斥将阴性干扰离子隔在膜外。
4.膜内电荷转移和电子透过膜层的传输聚合物薄膜内电荷传输与电解质溶液中的电荷传输过程比较相似，因此电活性聚合物膜内传输理论及遵从的定律都是在溶液理论基础上发展起来的。
Nafion基氧化还原聚合物在空气中的电荷传输性能
[Article]物理化学学报(Wuli Huaxue Xuebao )Acta Phys.鄄Chim.Sin .,2007,23(3)：404-408MarchReceived:September 11,2006;Revised:November 16,2006.∗Corresponding author.Email:zhlin@;Tel/Fax:+86592⁃2189663.国家自然科学基金(20373057)资助项目ⒸEditorial office of Acta Physico ⁃Chimica SinicaNafion 基氧化还原聚合物在空气中的电荷传输性能陈红香周剑章席燕燕蓝碧波冯增芳姚光华林仲华∗(厦门大学化学系,厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室,福建厦门361005)摘要：利用三明治电池和伏安法测试了不同制备条件的Nafion 基氧化还原聚合物膜在空气中的电荷传输性能.研究结果表明,混合适量聚乙二醇(PEG)的Nafion 基金属联吡啶配合物{Nafion[M(bpy)2+3,PEG](M=Ru,Fe)}膜的表观电荷传递扩散系数(D ct )达到10-6-10-7cm 2·s -1,电子或空穴迁移率(μ)达到10-4-10-5cm 2·V -1·s -1.在导电玻璃(ITO)电极与Nafion 基氧化还原聚合物膜界面引入一层导电聚苯胺(PANI)后,降低了其接触电阻,使氧化还原聚合物膜的D ct 提高至10-5-10-6cm 2·s -1,μ提高至10-3-10-4cm 2·V -1·s -1,且工作电流提高了近两个数量级.该固态氧化还原聚合物膜的性能比较稳定,在空气中放置30天后其D ct 和μ降低得很少.关键词：全氟磺酸质子交换树脂;氧化还原聚合物;有机电荷传输材料;电荷传递扩散系数中图分类号：O646Charge Transport Performance of Nafion 鄄based Redox Polymer in AtmosphereCHEN Hong ⁃Xiang ZHOU Jian ⁃Zhang XI Yan ⁃Yan LAN Bi ⁃BoFENG Zeng ⁃Fang YAO Guang ⁃Hua LIN Zhong ⁃Hua ∗(State Key Laboratory of Physical Chemistry of the Solid Surface,Department of Chemistry,Xiamen University,Xiamen 361005,Fujian Province,P.R.China )Abstract ：The charge transport performance of the Nafion ⁃based redox polymer films prepared under different conditions was investigated by cyclic voltammetry in the sandwiched cells.The results showed that the apparent charge transfer diffusion coefficient(D ct )of the Nafion[M(bpy)2+3,PEG (polyethylene glycol)](M=Ru or Fe)films isabout 10-6-10-7cm 2·s -1and the mobility of the electron or hole (μ)was about 10-4-10-5cm 2·V -1·s -1.In order to decrease the resistance of the interface,a polyaniline (PANI)layer was added to the interface of indium tin oxide coated conducting glass (ITO)electrode and the redox polymer.Consequentially ,the D ct could be increased to about 10-5-10-6cm 2·s -1and μto about 10-3-10-4cm 2·V -1·s -1,and the operating current of the cells under 600mV bias could be increased by almost 100times.In addition,the D ct and μof this redox polymer film had just reduced slightly after 30d kept in atmosphere.Therefore,the redox polymer film is sufficiently stable.Key Words ：Nafion;Redox polymer;Organic charge transport material;Charge transfer diffusion coefficient有机电荷传输材料是新型有机光电器件的重要组成部分.当前常用的有机电荷传输材料主要为芳香多胺类化合物和具有大的共轭平面的芳香族化合物[1],为了提高性能价格比,应当寻找更加合适的电荷传输材料.在电化学中,氧化还原聚合物作为一种电子递体,广泛应用于溶液环境中工作的化学修饰电极[2].Nafion 基氧化还原聚合物是由Nafion 和金属配合物阳离子组成,Nafion 是由疏水的碳氟主链和末端带有磺酸基的支链构成,将Ru(bpy)2+3等可逆性高的金属配合物阳离子交换到Nafion 膜中的质子位上,使Nafion 中形成许多均匀分布固定氧化还原位,相404No.3陈红香等：Nafion基氧化还原聚合物在空气中的电荷传输性能邻的位之间通过连续的电子自交换(也称电子跳跃)或物理扩散传递电子;同时氧化还原聚合物内对离子局部移动,以补偿固定氧化还原位上的电荷变化. Nafion基氧化还原聚合物既可用来输运电子(位为氧化态)也可用来输运空穴(位为还原态)[3-6],在Nafion 基氧化还原聚合物中电荷传输过程可用Fick扩散定律描述,其传输性能以电荷传递扩散系数D ct表征.因此这种材料既不同于传统的有机电荷传输材料(只传输电子或空穴),也不同于传统的固体电解质(只传输离子).由Bard[2,7]和Murray[8]等提出的氧化还原聚合物,主要应用于在溶液环境中工作的化学修饰电极.虽然Murray等[9]后来合成了多种聚配合物并且研究了其在固态下的电荷传递性质,但是这些材料要求在极性的有机溶剂中工作,不适用于要求在空气中工作的发光器件和太阳能电池等光电器件.本文在Bard工作的基础上,合成多种Nafion 基氧化还原聚合物,利用三明治电池和伏安法测定Nafion基氧化还原聚合物膜在大气环境中的表观电荷传递扩散系数D ct和电子或空穴迁移率μ,探讨其电荷传输性能与电极界面结构的关系.1实验部分1.1试剂与仪器5%全氟磺酸质子交换树脂(Nafion115,美国Dupont公司);Ru(bpy)3(PF6)2(98%,GFS公司); Fe(bpy)3(ClO4)2(98%,GFS公司);苯胺(分析纯,上海试剂厂)使用前进行减压蒸馏;高氯酸(分析纯,上海桃浦化工厂);导电玻璃(ITO)(电阻为25-35Ω·cm-2,厦门爱特欧公司);聚乙二醇(PEG)(化学纯,国药集团化学试剂有限公司).利用CHI⁃630电化学工作站(上海辰华仪器公司)进行电化学实验,采用两电极体系,以ITO为工作电极,以JSDS磁控射频溅射仪(北京创微纳科技有限公司)溅射的Au膜为对电极,利用Dektak3膜厚测量仪(美国Dektak公司)测定Nafion基氧化还原聚合物膜的厚度.1.2Nafion基氧化还原聚合物膜及三明治电池的制备将ITO的导电面腐蚀成面积为2cm×0.5cm或2cm×1cm大小,并依次用甲苯、丙酮、乙醇和三次蒸馏去离子水超声清洗.将一定量的配合物溶解于5%Nafion溶液中,并且在此溶液中加入一定量的PEG[10],混和均匀.将上述溶液滴涂在干净的ITO表面,晾干备用.所制成的氧化还原聚合物膜的平均厚度为(20±2)μm.在Nafion基氧化还原聚合物表面溅射上约300nm厚的Au膜,即制成供测定膜传输性能的ITO/Nafion [Ru(bpy)2+3,PEG]/Au或ITO/Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/ Au三明治电池.1.3ITO/Nafion基氧化还原聚合物膜界面夹PANI层三明治电池的制备在0.5mol·L-1苯胺+1.0mol·L-1HClO4溶液中,恒定电位0.7V(vs SCE)10min在ITO电极表面合成PANI膜,制备好的PANI膜在1.0mol·L-1HClO4溶液中恒定电位在0.4V(vs SCE)阳极极化10min,使PANI膜处于导电态(部分氧化还原态)[11],再利用1.2节的方法制备ITO/PANI/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au 或ITO/PANI/Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au三明治电池.1.4电池的电化学表征利用CHI工作站测定三明治电池的循环伏安图和恒定电池电压600mV下的工作电流.2结果与讨论2.1固态三明治电池伏安法的数据处理在Nafion基氧化还原聚合物膜中,尽管初始氧化还原位为单价态,实验表明电荷传输可由下述反应描述O I+R I=R II+O II(1)而在电极界面,传荷反应可描述为,正极:R I+h=O II(2)负极:O I+e=R II(3)其中R代表还原物,O代表氧化物,h代表空穴,e 代表电子.选择作为氧化还原聚合物中氧化还原位的配合物离子,其传荷反应必须是可逆的,假设在膜中该可逆性仍旧保持,忽略膜的欧姆压降对伏安图的影响,当伏安图稳定后,根据电化学中氧化还原聚合物膜修饰电极和薄层电解伏安法理论[8,12]可以推导出固态三明治电池伏安图数据处理方法.氧化还原聚合物膜的修饰电极的伏安理论指出,当(D ctτ)1/2>>d时,其中τ为循环伏安半周期,电极的电化学行为类似于薄层电化学行为,伏安峰电流I p 与电极的电位扫描速度υ(υ=dφ/d t)成正比:I p=n2F2c0d4RT Aυ(4)当膜很薄或者扫描速度很慢的情况下,电极过程满405Acta Phys.鄄Chim.Sin.,2007Vol.23足于关系式(4).当(D ct τ)1/2<<d 时,电极的电化学行为满足半无限线性扩散条件,峰电流I p 正比于υ1/2:I p =2.68×105n 3/2AD 1/2ct υ1/2c 0,或者是I 2p 与υ成正比,即I 2P =(2.68×105n 3/2AD 1/2ct c 0)2υ(5)当膜较厚,或者扫描速度较快时,电极过程满足于关系式(5).依据以上理论分析结果,可推导固态三明治电池中Nafion 基氧化还原聚合物膜伏安图的数据处理方法:当(D ct τ)1/2>>d 时,峰电流I p 与电池的电压扫描速度υ(υ=d V /d t )成正比:I p =n 2F 2c 0d 4RT A (d φ+d t -d φ-d t)=n 2F 2c 0d 4RT A υ(6)当(D ct τ)1/2<<d 时,伏安峰电流I 2p 与扫描速度υ成正比:I 2p =(2.68×105n 3/2AD 1/2ct c 0)2(d φ+d t -d φ-d t)=(2.68×105n 3/2AD 1/2ct c 0)2υ(7)上述式中,V =φ+-φ-,V 为电池电压,φ+和φ-分别为电池正极和负极的电位,D ct 为氧化还原聚合物表观电荷传递扩散系数,n 为反应过程中每个氧化还原中心得或失电子数,F 为法拉第常数,c 0为氧化还原位的浓度,R 为普适常数,T 为温度,A 为电极面积,d 为氧化还原聚合物膜(不包括PANI 膜)的厚度.可见,当已知d 后,从(6)式I p -υ线性关系,求出氧化还原位的浓度c 0,然后从(7)式I 2p -υ线性关系,进一步求出表观电荷传递扩散系数D ct .由于实验上不容易除去电极界面接触电阻和膜的欧姆电阻对伏安图的干扰,数据处理时也不易对这些干扰加以校正,所以将从实验伏安图直接得来的D ct 称之为表观电荷传递扩散系数,它为真实D ct 的近似值.根据爱因斯坦方程式[13],氧化还原聚合物的电子或空穴迁移率μ与D ct 服从下式:298Kμ=e k B TD ct =40D ct(8)式中k B 为玻尔兹曼常数.2.2两种不同配合物阳离子固态氧化还原聚合物膜的电荷传输性能2.2.1Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]膜的电荷传输性能ITO/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au 三明治电池不同扫描速度υ的循环伏安曲线见图1.分别作峰电流I P (I pa ,I pc )与扫描速度υ和I 2p (I 2pa ,I 2pc )与υ的关系曲线如图2(a-d)所示,I pa 和I pc 分别为ITO 电极为正极、金电图2慢扫描速度(a,c)峰电流I p (I pa ,I pc )和较快扫描速度(b,d)峰电流平方I 2p (I 2pa ,I 2pc )与υ的关系曲线Fig.2The dependences of I p (I pa ,I pc )and I 2p (I 2pa ,I 2pc )of slower (a,c)and faster (b,d)scan rate on v ,respectively图1ITO/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au 三明治电池不同扫描速度υ的循环伏安图Fig.1Cyclic voltammograms of ITO/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au sandwiched cell at different scanrates406No.3陈红香等：Nafion基氧化还原聚合物在空气中的电荷传输性能极为负极和ITO电极为负极、金电极为正极时峰电流.由图2(a-d)结合式(6)、(7)得到ITO/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au电池的D ct(氧化)=4.13×10-6cm2·s-1,D ct(还原)=7.07×10-7cm2·s-1.进而可以由式(8)得到:μh=1.65×10-4cm2·V-1.s-1,μe=2.82×10-5cm2·V-1·s-1.利用同样的方法从ITO/PANI/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au电池的伏安图得到D ct(氧化)=7.75×10-6cm2·s-1,D ct(还原)=2.59×10-5cm2·s-1;μh=3.10×10-4cm2·V-1·s-1,μe=1.04×10-3cm2·V-1·s-1.图3是ITO/PANI/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au电池(a)和ITO/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au电池(b)在600mV偏压下的工作曲线.比较上述两种电池中氧化还原聚合物膜的D ct和μ数据以及工作电流,可以看出在电极ITO与氧化还原聚合物膜界面加入导电PANI层后,三明治电池中氧化还原聚合物膜的电荷传输性能明显提高.其原因是加入导电PANI界面层后PANI在ITO电极表面呈纤维状分布[14],具有较大的表面积,以PANI层为中介,增大了氧化还原聚合物膜与电极的接触面,显著减少电池的接触电阻[15],导致了工作电流和D ct的增大,尤其是工作电流提高了两个数量级.众所周知,Nafion固态膜的质子传导率会随着Nafion膜中的含水量的降低而下降,因此将测试过的ITO/PANI/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au三明治电池放置在空气中30天后,继续对它进行测试,得到了放置不同时间的Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]膜的D ct 和μ(见表1).对比表1数据,可以看出30天后该三明治电池中的氧化还原聚合物膜的D ct和μ还是比较大的,这说明采用以上方法制备的Nafion基氧化还原聚合物膜和三明治电池性能还是比较稳定的.2.2.2Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]膜的电荷传输性能实验还测定了ITO/Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG/Au 和ITO/PANI/Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au电池的伏安图(图4为ITO/PANI/Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au电池的循环伏安图),利用2.1节处理方法得到的D ct,μe和μh见表2.比较表1和表2可以看出,Nafion[Fe(bpy)2+3, PEG]膜和Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]膜的D ct和μ数量级比较接近,在电极ITO与Nafion基氧化还原聚合物膜界面加入导电PANI层后ITO/PANI/Nafion [Fe(bpy)2+3,PEG]/Au固态电池的工作电流也高达800图4ITO/PANI/Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au电池不同扫描速度的循环伏安图Fig.4Cyclic voltammograms of ITO/PANI/Nafion [Fe(bpy)2+3,PEG]/Au cell with different scan rates图3ITO/PANI/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au电池(a)和ITO/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au 电池(b)在600mV偏压下的工作曲线Fig.3J-t curves of ITO/PANI/Nafion[Ru(bpy)2+3, PEG]/Au(a)and ITO/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au(b)cells under600mV bias Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]filmsCharge transportprocess106D ct/(cm2·s-1)104μe orμh/(cm2·V-1·s-1)in24h Ru(bpy)2+3➝Ru(bpy)3+37.75 3.10Ru(bpy)3+3➝Ru(bpy)2+3 2.5910.40after30d Ru(bpy)2+3➝Ru(bpy)3+3 1.020.41Ru(bpy)3+3➝Ru(bpy)2+3 2.380.95表1ITO/PANI/NafionRu(bpy)2+3,PEG]/Au三明治电池放置不同时间后Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]膜的电荷传递扩散系数和迁移率Table1D ct,μe andμh of Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]film in the ITO/PANI/Nafion[Ru(bpy)2+3,PEG]/Au sandwiched cells kept at different times407Acta Phys.鄄Chim.Sin.,2007Vol.23μA·cm-2(图5),且电池放置一段时间,工作电流下降得很少,即这两种膜具有相似的电荷传输性能,但铁的配合物在价格上比钌的配合物低很多.两种膜的电荷传输性能与目前普遍适用的有机空穴传输材料N,N′⁃二苯基⁃N,N′⁃(3⁃甲基苯基)⁃1,1′⁃联苯⁃4,4′⁃二胺(TPD)(D ct≈10-5cm2·s-1,μ≈10-4cm2·V-1·s-1)[16,17]等性能相近.本课题组正对本文所制的新型电荷传输材料作为固态太阳能电池的电荷传输材料进行研究.3结论制备了两种不同的金属配合物阳离子的Nafion 基氧化还原聚合物膜并研究了它们的电荷传输性能,结果表明,在ITO/Nafion[M(bpy)2+3,PEG]/Au(M= Ru,Fe)固态三明治电池中的Nafion基氧化还原聚合物膜的D ct为10-6-10-7cm2·s-1,μ为10-4-10-5 cm2·V-1·s-1.在电极ITO与Nafion基氧化还原聚合物膜界面引入了导电聚苯胺层后ITO/PANI/Nafion [M(bpy)2+3,PEG]/Au(M=Ru,Fe)固态三明治电池中的Nafion基氧化还原聚合物膜的D ct提高至10-5-10-6cm2·s-1,μ提高至10-3-10-4cm2·V-1·s-1,其电荷传输性能与TPD等传统的有机电荷传输材料接近;两种膜的性能比较稳定,在空气中放置30天后其D ct和μ的数量级相近,性能下降很少.References1Wang,Y.;Liu,Y.G.;Chen,J.G.;Huang,D.Y.PhotographicScience and Photochemistry,1999,17(1):73[王毅,刘燕刚,陈建国,黄德音.感光科学与光化学,1999,17(1):73]2Rubinstein,I.;Bard,A.J.J.Am.Chem.Soc.,1980,102:66413Ding,S.N.;Xu,J.J.;Chen,H.Y.Electrophoresis,2005,26:1737 4Zhang,J.;Zhao,F.;Abe,T.;Kaneko,M.Electrochimica Acta,1999,45:3995Kaneko,M.Prog.Polym.Sci.,2001,26:11016Dalton,E.F.;Surridge,N.A.;Jernigan,J.C.;Wilbourn,K.O.;Facci,J.S.;Murray,R.W.Chemical Physics,1990,141:1437White,H.S.;Leddy,J.;Bard,A.J.J.Am.Chem.Soc.,1982,104:48118Murray,R.W.Chemically modified electrodes.In:Electroanalytical chemistry:a series of advances.Bard,A.J.Ed.NewYork andBasel:Marcel Dekke Inc.Press,1984,Vol.13:1919Jernigan,J.C.;Murray,W.J.Am.Chem.Soc.,1987,109:1738 10Kobayashi,N.;Miyamura,S.;Teshima,K.;Hirohashi,R.Electrochimica Acta,1998,43:163911Xi,Y.Y.;Zhou,J.Z.;Guo,H.H.;Cai,C.D.;Lin,Z.H.Chem.Phys.Lett.,2005,412:6012Bard,A.J.;Faulkner,L.R.Electrochemical methods,fundamentals and applications.2nd ed.Trans.Shao,Y.H.;Zhu,G.Y.;Dong,X.D.;Zhang,B.L.Beijing:Chemical Industry Press,2005:315[电化学方法、原理和应用.第二版.邵元华,朱果逸,董献堆,张柏林译.北京:化学工业出版社,2005:315]13Datta,S.Electronic transport in mesoscopic systems.Cambridge, England:Cambridge University Press,2002:4214Xi,Y.Y.;Zhou,J.Z.;Zhang,Y.;Dong,P.;Cai,C.D.;Huang,H.G.;Lin,Z.H.Chemical Journal of Chinese Universities,2004,25:2322[席燕燕,周剑章,张彦,董平,蔡成东,黄怀国,林仲华.高等学校化学学报,2004,25:2322]15Bach,U.;Tachibana,Y.;Moser,J.;Haque,S.A.;Durrant,J.R.;Gratzel,M.;Klug,D.R.J.Am.Chem.Soc.,1999,121:744516Bach,U.;Lupo,D.;Comte,P.;Moser,J.E.;Weissörtel,F.;Salbeck,J.;Spreitzer,H.;Grätzel,M.Nature,1998,395:58317Zhu,W.Q.;Zheng,X.Y.;Ding,B.D.;Jiang,X.Y.;Zhang,Z.L.;Xu,S.H.Acta Chim.Sinica,2004,62(24):2421[朱文清,郑新友,丁邦东,蒋雪茵,张志林,许少鸿.化学学报,2004,62(24):2421]Nafion[Fe(bpy)2+3, PEG]films Charge transportprocess106D ct/(cm2·s-1)104μe orμh/(cm2·V-1·s-1)ITO/Nafion[Fe(bpy)2+3, PEG]/Au Fe(bpy)2+3→Fe(bpy)3+38.99 3.60 Fe(bpy)3+3→Fe(bpy)2+37.78 3.11ITO/PANI/Nafion [Fe(bpy)2+3,PEG]/Au Fe(bpy)2+3→Fe(bpy)3+311.00 4.44 Fe(bpy)3+3→Fe(bpy)2+311.60 4.64表2ITO/Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au和ITO/PANI/ Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au电池中的Nafion[Fe(bpy)2+3, PEG]膜的电荷传输扩散系数和迁移率Table2D ct,μe andμh of Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]films in ITO/Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au and in ITO/PANI/ Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au cells图5ITO/PANI//Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au电池(a)和ITO/Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au电池(b)在600mV偏压下的工作曲线Fig.5J-t curves of ITO/PANI/Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au(a)and ITO/Nafion[Fe(bpy)2+3,PEG]/Au(b)cells under600mV bias408。
nafion膜 氧气 pt催化剂
nafion膜氧气 pt催化剂Nafion膜是一种高分子材料，具有优异的质子导电性能和较好的化学稳定性，因此被广泛应用于燃料电池、电解水制氢、电化学分析等领域。
而氧气Pt催化剂是一种高效的催化剂，可用于氧还原反应等电化学反应中。
本文将通过介绍Nafion膜和氧气Pt催化剂的特性和应用，探讨它们在电化学领域中的重要性。
一、Nafion膜的特性和应用Nafion膜是一种高度交联的聚合物，具有优异的质子导电性能和较好的化学稳定性。
它由氟碳聚合物和磺酸基团组成，其中磺酸基团是负离子交换基团。
这种结构使Nafion膜具有优异的离子交换能力和质子传导性能，可用于燃料电池、电解水制氢、电化学分析等领域。
在燃料电池中，Nafion膜是一个关键的组件。
它可以将质子从阳极传输到阴极，同时防止氢和氧气的混合。
同时，Nafion膜还可以防止氧气和水进入阳极，从而保护阳极催化剂。
在电解水制氢中，Nafion膜也是一个重要的组件。
在电解水制氢过程中，水被分解成氢气和氧气。
Nafion膜可以将阳极和阴极隔离开来，同时将质子从阳极传输到阴极，从而使氢气和氧气分别在阳极和阴极产生。
二、氧气Pt催化剂的特性和应用氧气Pt催化剂是一种高效的催化剂，可用于氧还原反应等电化学反应中。
它由铂纳米颗粒组成，这些铂纳米颗粒具有高度的表面积和活性，从而使氧气还原反应的速率大大提高。
在燃料电池中，氧气Pt催化剂被用于阴极反应。
在阴极反应中，氧气被还原成水，同时产生电子。
催化剂可以加速这个反应，从而提高电池的效率。
在电化学分析中，氧气Pt催化剂也被广泛应用。
它可以促进氧气还原反应，从而使电化学分析的灵敏度和准确度得到提高。
三、Nafion膜和氧气Pt催化剂的应用Nafion膜和氧气Pt催化剂在燃料电池中的应用是它们最为重要的应用之一。
在燃料电池中，Nafion膜可以将质子从阳极传输到阴极，同时防止氢和氧气的混合。
氧气Pt催化剂则可以加速阴极反应，从而提高电池的效率。
基于Nafion固定天青Ⅰ和纳米CdS共修饰玻碳电极的H2O2生物传感器
基于Nafion固定天青Ⅰ和纳米CdS共修饰玻碳电极的
H2O2生物传感器
李华刚
【期刊名称】《黔南民族师范学院学报》
【年(卷),期】2008(028)003
【摘要】利用滴涂于玻碳电极(GCE)表面的以Nafion膜中负电性的磺酸基与天青I(AI)阳离子之间的静电作用,实现天青I在电极上的固定化,再通过静电吸附和自组装技术将纳米CdS吸附的辣根过氧化物酶(HRP)修饰到电极表面,制备出性能良好的H2O2生物传感器.采用循环伏安法(CV)和计时电流法考察了该传感器的电化学性质.实验表明,该传感器具有良好的生物催化活性,较高的灵敏度,良好的选择性和稳定性,且易于制作等特点.响应电流与H2O2浓度在8.0×10-6~1.6×10-3mol/L范围呈现良好的线性关系,检出限为2.72×10-6mol/L.
【总页数】5页(P68-71,88)
【作者】李华刚
【作者单位】遵义师范学院,化学系,贵州,遵义,563002
【正文语种】中文
【中图分类】O65
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Nafion修饰电化学活化碳纤维微电极测定去甲肾上腺素
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方禹之;于雁灵
【期刊名称】《分析化学》
【年(卷),期】1995(23)12
【摘要】本文用自制的碳纤维微电极，经过适当的电化学预处理以后，测定神经递质去甲肾上腺素时，表现出较高的灵敏度，用Ｎａｆｉｏｎ修饰后，能有效地消除脑中去甲肾上腺素的主要干扰物抗坏血酸的干扰，线性范围５×１０＾－５－２×１０＾－４ｍｏｌ／Ｌ，检出下为２×１０＾－８ｍｏｌ／Ｌ，用这种微电极对注射液中的去甲肾上腺素进行测定，回收率在９７．２％－１０２．８５之间，可用于活体分析。
【总页数】4页(P1440-1443)
【作者】方禹之;于雁灵
【作者单位】不详;不详
【正文语种】中文
【中图分类】O657.1
【相关文献】
1.Nafion修饰碳纤维微电极在抗坏血酸共存下选择性测定去甲肾上腺素 [J], 李梅;陈慧;伍雪巍;农燕婷;陈思伶;唐旻奕;程寒
2.硫辛酸修饰电化学活化碳纤维微电极选择性测定神经递质5—羟色胺 [J], 何品刚;于雁灵
3.微电极研究ⅫNafion修饰微电极伏安特性研究及其在痕量测定中的应用 [J], 庄
乾坤;赵贤美
4.同多酸和杂多酸修饰微电极的电化学研究——Ⅳ.1:2-磷钼杂多酸薄膜修饰碳纤维微电极的制备和电化性质 [J], 王宝兴;董绍俊
5.Nafion修饰碳纤维微电极测定去甲肾上腺素的研究 [J], 郭满栋
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nafion熔点
Nafion熔点介绍Nafion是一种具有独特性质的聚合物，被广泛用于燃料电池、膜分离、传感器和化学催化等领域。
其中，Nafion的熔点是一个重要的物理性质，影响着其在实际应用中的稳定性和性能。
本文将对Nafion熔点进行全面、详细且深入的探讨。
Nafion的结构与性质Nafion是一种由氟碳聚合物组成的含酸离子交换膜。
其具有以下几个重要的结构特点： 1. 聚合物链中的氟碳侧链：这些侧链赋予了Nafion优异的质子交换能力和离子选择性，使其成为理想的酸离子交换膜材料。
2. 聚合物链中的酸基团：Nafion中的酸基团可以与水分子形成氢键，使其在湿度较高时具有较高的离子导电性。
3. 孔隙结构：Nafion的聚合物链和侧链之间形成了复杂的孔隙结构，提供了较大的表面积和水分子储存空间，有利于水的吸附和传输。
由于这些结构特点的存在，Nafion表现出了许多优异的性质，如高温稳定性、酸碱稳定性、耐腐蚀性等。
其中，熔点是一个评价Nafion材料性能的重要指标。
Nafion熔点的影响因素Nafion的熔点受到多种因素的影响，主要包括以下几个方面： 1. 聚合物链长度：Nafion的熔点随着聚合物链长度的增加而升高。
较长的聚合物链结构更加紧密，熔点相对较高。
2. 酸含量：Nafion中的酸基团含量对熔点也有重要影响。
较高的酸含量意味着较多的酸基团能够形成水的氢键，从而提高材料的熔点。
3. 水分含量：Nafion的熔点与水分含量呈正相关关系。
较高的水分含量会导致熔点的降低，因为水的氢键破坏了聚合物链之间的结晶性。
4. 温度和压力：温度和压力对Nafion的熔点也有显著影响。
较高的温度和压力会增加分子间的热运动和相互作用力，降低熔点。
Nafion熔点的测试方法为了准确测定Nafion的熔点，可以采用以下几种测试方法： 1. 差示扫描量热法(DSC)：DSC是一种常用的热分析方法，可以通过测量样品在加热或冷却过程中的热流量变化来确定熔点。
离聚物nafion在不同水含量下的自组装结构
离聚物nafion在不同水含量下的自组装结构近年来，利用自组装技术制备离子聚合物对材料研究领域作出了重大贡献，相关研究已成为多种科学领域的热点。
Nafion是一种常用的离子聚合物，它在溶剂、水含量和温度等环境变量的影响下，具有特殊的弹性和传导性能，并可作为催化剂、催化剂载体和材料等的应用场景中。
因此，了解Nafion在不同水含量下的结构行为，为研究Nafion的功能和应用提供了理论指导。
Nafion是由一种类似树脂的材料制成的，它由一种称为聚甲基丙烯酸甲酯（PVDF）的氟树脂基质制成，其体系中含有大量离子对，例如水。
随着水分子和聚合物分子之间的相互作用，Nafion可以形成复杂的结构。
据了解，当水分子比例增加时，Nafion会形成更大的孔道，从而有效提高其弹性和传导性能。
为了探究Nafion的不同水含量下的自组装结构，研究者们采用不同的研究方法，如X射线衍射、热重分析、电镜和应变分析等。
根据实验结果，当湿度环境中的水分子比例增加时，孔径会显著扩大，聚集体也会出现变化，其结构也会发生变化。
更具体而言，当水分子比例越高，离子聚合物的结构变得更加复杂，可以形成更大的孔径，从而有效提高其弹性和传导性能。
同时，研究人员还发现，当湿度环境中的水分子比例增加时，Nafion的界面能也会增加，这会影响其生物膜的表面性质，有利于改善表面性能，进而促进其功能性材料的应用。
为了更好地利用Nafion的弹性和传导性能，研究人员设计了一种新型的离子聚合物，其结构特征与Nafion相似，但其分子结构更加密集，可大大提高其传导性能。
此外，研究人员还研究了不同空气湿度下Nafion离子聚合物的结构及其表面动态性能的变化，发现其传导性能在不同湿度下也受到影响。
综上所述，Nafion在不同水含量下的自组装结构是一个极具挑战性的课题，也是当前材料研究中的热点。
Nafion的自组装结构特性及其在空气湿度变化下的表现，可为Nafion的功能材料应用提供有力的理论支撑。
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ＣＨＥＮ Ｈｏｎｇ－Ｘｉａｎｇ ＺＨＯＵ Ｊｉａｎ－Ｚｈａｎｇ ＸＩ Ｙａｎ－Ｙａｎ ＬＡＮ Ｂｉ－Ｂｏ ＦＥＮＧ Ｚｅｎｇ－Ｆａｎｇ ＹＡＯ Ｇｕａｎｇ－Ｈｕａ ＬＩＮ Ｚｈｏｎｇ－Ｈｕａ＊
（Ｓｔａｔｅ Ｋｅｙ Ｌａｂｏｒａｔｏｒｙ ｏｆ Ｐｈｙｓｉｃａｌ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ ｏｆ ｔｈｅ Ｓｏｌｉｄ Ｓｕｒｆａｃｅ， Ｄｅｐａｒｔｍｅｎｔ ｏｆ Ｃｈｅｍｉｓｔｒｙ， Ｘｉａｍｅｎ Ｕｎｉｖｅｒｓｉｔｙ， Ｘｉａｍｅｎ ３６１００５， Ｆｕｊｉａｎ Ｐｒｏｖｉｎｃｅ， Ｐ． Ｒ． Ｃｈｉｎａ）
关键词： 全氟磺酸质子交换树脂； 氧化还原聚合物； 有机电荷传输材料； 电荷传递扩散系数 中图分类号： Ｏ６４６
Ｃｈ ａ ｒ ｇｅ Ｔｒ ａ ｎ ｓｐ ｏｒ ｔ Ｐ ｅ ｒ ｆｏｒ ｍ ａ ｎ ｃｅ ｏｆ Ｎａ ｆｉｏｎ －ｂ ａ ｓｅ ｄ Ｒ ｅ ｄ ｏｘ Ｐｏｌｙｍｅｒ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ
ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ （Ｄｃｔ）
ｏｆ
ｔｈｅ
Ｎａｆｉｏｎ
［Ｍ
（ｂｐｙ）
２＋ ３
，
ＰＥＧ
（ｐｏｌｙｅｔｈｙｌｅｎｅ
ｇｌｙｃｏｌ）］
（Ｍ ＝Ｒｕ
ｏｒ
Ｆｅ）
ｆｉｌｍｓ
ｉｓ
ａｂｏｕｔ １０－６－ １０－７ ｃｍ２·ｓ－１ ａｎｄ ｔｈｅ ｍｏｂｉｌｉｔｙ ｏｆ ｔｈｅ ｅｌｅｃｔｒｏｎ ｏｒ ｈｏｌｅ （ μ） ｗａｓ ａｂｏｕｔ １０－４－ １０－５ ｃｍ２·Ｖ－１·ｓ－１． Ｉｎ ｏｒｄｅｒ ｔｏ ｄｅｃｒｅａｓｅ ｔｈｅ
（厦门大学化学系， 厦门大学固体表面物理化学国家重点实验室， 福建 厦门 ３６１００５）
林仲华＊
摘要： 利用三明治电池和伏安法测试了不同制备条件的 Ｎａｆｉｏｎ 基氧化还原聚合物膜在空 气中的电荷传输性 能． 研 究 结 果 表 明， 混 合 适 量 聚 乙 二 醇（ＰＥＧ）的 Ｎａｆｉｏｎ 基 金 属 联 吡 啶 配 合 物｛Ｎａｆｉｏｎ［Ｍ（ｂｐｙ）２３＋， ＰＥＧ］（Ｍ＝Ｒｕ， Ｆｅ）｝ 膜 的 表 观 电 荷 传 递 扩 散 系 数（Ｄｃｔ）达 到 １０－６－ １０－７ ｃｍ２·ｓ－１ ， 电 子 或 空 穴 迁 移 率（μ）达 到 １０－４－ １０－５ ｃｍ２·Ｖ－１·ｓ－１． 在 导 电 玻璃（ＩＴＯ）电极与 Ｎａｆｉｏｎ 基氧化还原聚合物膜界面引入一层导电聚苯胺（ＰＡＮＩ）后， 降低了其接触电阻， 使氧化还 原聚合物膜 的 Ｄｃｔ 提高至 １０－５－ １０－６ ｃｍ２·ｓ－１， μ提高至 １０－３－ １０－４ ｃｍ２·Ｖ－１·ｓ－１， 且工作 电 流 提 高 了 近 两 个 数 量 级． 该 固 态氧化还原聚合物膜的性能比较稳定， 在空气中放置 ３０ 天后其 Ｄｃｔ 和 μ降低得很少．
ｒｅｓｉｓｔａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ， ａ ｐｏｌｙａｎｉｌｉｎｅ （ＰＡＮＩ） ｌａｙｅｒ ｗａｓ ａｄｄｅｄ ｔｏ ｔｈｅ ｉｎｔｅｒｆａｃｅ ｏｆ ｉｎｄｉｕｍ ｔｉｎ ｏｘｉｄｅ ｃｏａｔｅｄ ｃｏｎｄｕｃｔｉｎｇ
ｇｌａｓｓ （ＩＴＯ） ｅｌｅｃｔｒｏｄｅ ａｎｄ ｔｈｅ ｒｅｄｏｘ ｐｏｌｙｍｅｒ． Ｃｏｎｓｅｑｕｅｎｔｉａｌｌｙ ， ｔｈｅ Ｄｃｔ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｔｏ ａｂｏｕｔ １０－５－ １０－６ ｃｍ２·ｓ－１ ａｎｄ μｔｏ ａｂｏｕｔ １０－３－ １０－４ ｃｍ２·Ｖ－１·ｓ－１， ａｎｄ ｔｈｅ ｏｐｅｒａｔｉｎｇ ｃｕｒｒｅｎｔ ｏｆ ｔｈｅ ｃｅｌｌｓ ｕｎｄｅｒ ６００ ｍＶ ｂｉａｓ ｃｏｕｌｄ ｂｅ ｉｎｃｒｅａｓｅｄ ｂｙ ａｌｍｏｓｔ
Ｒｅｃｅｉｖｅｄ： Ｓｅｐｔｅｍｂｅｒ １１， ２００６； Ｒｅｖｉｓｅｄ： Ｎｏｖｅｍｂｅｒ １６， ２００６． ＊ Ｃｏｒｒｅｓｐｏｎｄｉｎｇ ａｕｔｈｏｒ． Ｅｍａｉｌ： ｚｈｌｉｎ＠ｘｍｕ．ｅｄｕ．ｃｎ； Ｔｅｌ／Ｆａｘ： ＋８６５９２－２１８９６６３． 国 家 自 然 科 学 基 金（２０３７３０５７）资 助 项 目
在电化学中， 氧化还原聚合物作为一种电子递
体， 广泛应用于溶液环 境 中 工 作 的 化 学 修 饰 电 极［２］． Ｎａｆｉｏｎ 基 氧 化 还 原 聚 合 物 是 由 Ｎａｆｉｏｎ 和 金 属 配 合 物阳离子组成， Ｎａｆｉｏｎ 是由疏水的碳氟主链和末端 带有磺酸基的支链构成， 将 Ｒｕ（ｂｐｙ）２３＋等可逆性高的 金属配合物阳离子交换到 Ｎａｆｉｏｎ 膜中的质子位上， 使 Ｎａｆｉｏｎ 中形成许多均匀分布固定氧化还原位， 相
Ａｂ ｓｔ ｒ ａｃｔ ： Ｔｈｅ ｃｈａｒｇｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｐｅｒｆｏｒｍａｎｃｅ ｏｆ ｔｈｅ Ｎａｆｉｏｎ－ｂａｓｅｄ ｒｅｄｏｘ ｐｏｌｙｍｅｒ ｆｉｌｍｓ ｐｒｅｐａｒｅｄ ｕｎｄｅｒ ｄｉｆｆｅｒｅｎｔ
ｃｏｎｄｉｔｉｏｎｓ ｗａｓ ｉｎｖｅｓｔｉｇａｔｅｄ ｂｙ ｃｙｃｌｉｃ ｖｏｌｔａｍｍｅｔｒｙ ｉｎ ｔｈｅ ｓａｎｄｗｉｃｈｅｄ ｃｅｌｌｓ． Ｔｈｅ ｒｅｓｕｌｔｓ ｓｈｏｗｅｄ ｔｈａｔ ｔｈｅ ａｐｐａｒｅｎｔ
４０４ ［Ａｒｔｉｃｌｅ］
物理化学学报（Ｗｕｌｉ Ｈｕａｘｕｅ Ｘｕｅｂａｏ） Ａｃｔａ Ｐｈｙｓ． －Ｃｈｉｍ． Ｓｉｎ．， ２００７， ２３（３）： ４０４－ ４０８
Ｍａｒｃｈ ｗｗｗ．ｗｈｘｂ．ｐｋｕ．ｅｄｕ．ｃｎ
Ｎａ ｆｉｏｎ 基氧化还原聚合物在空气中的电荷传输性能
陈红香
周剑章 席燕燕 蓝碧波 冯增芳 姚光华
Ｋｅｙ Ｗｏｒ ｄ ｓ： Ｎａｆｉｏｎ； Ｒｅｄｏｘ ｐｏｌｙｍｅｒ； Ｏｒｇａｎｉｃ ｃｈａｒｇｅ ｔｒａｎｓｐｏｒｔ ｍａｔｅｒｉａｌ； Ｃｈａｒｇｅ ｔｒａｎｓｆｅｒ ｄｉｆｆｕｓｉｏｎ ｃｏｅｆｆｉｃｉｅｎｔ
有机电荷传输材料是新型有机光电器件的重要 组成部分． 当前常用的有机电荷传输材料主要为芳 香多胺类化合物和具有大的共轭平面的芳香族化合 物［１］， 为了提高性能价格比， 应当寻找更加合适的电 荷传输材料．
１００ ｔｉｍｅｓ ． Ｉｎ ａｄｄｉｔｉｏｎ， ｔｈｅ Ｄｃｔ ａｎｄ μｏｆ ｔｈｉｓ ｒｅｄｏｘ ｐｏｌｙｍｅｒ ｆｉｌｍ ｈａｄ ｊｕｓｔ ｒｅｄｕｃｅｄ ｓｌｉｇｈｔｌｙ ａｆｔｅｒ ３０ ｄ ｋｅｐｔ ｉｎ ａｔｍｏｓｐｈｅｒｅ． Ｔｈｅｒｅｆｏｒｅ， ｔｈｅ ｒｅｄｏｘ ｐｏｌｙｍｅｒ ｆｉｌｍ ｉｓ ｓｕｆｆｉｃｉｅｎｔｌｙ ｓｔａｂｌｅ．