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表面活性剂在电池催化剂制作上的应用

作者:大尧化工 来源: 日期:2024-04-22 14:08:39 人气:9

表面活性剂的分子由疏水基和亲水基组成,其在溶液中可以形成有序组合体胶团、反胶束、囊泡等,有序组合体可以作为“微反应器”制备纳米粒子。表面活性剂能使载体形成定向排列,从而防止纳米微粒的团聚,控制纳米微粒大小,提高所制电极的电性能等。表面活性剂在制作电池催化剂、电极材料,作为缓蚀剂和电池的回收等方面发挥了重要的作用。表面活性剂在制作离子交换膜燃料电池催化剂方面发挥着重要的作用,制作方法以微乳法为主。微乳法有正胶团微乳液体系和反胶团微乳液体系。正胶团微乳液体系的主要缺点是颗粒很难从微乳液中分离、提纯,再有在制作过程中消耗大量。

反胶束法用在制作质子交换膜燃料电池电催化剂中,与其他化学法相比,制备的粒子不易聚结,大小可控,分散性好。该方法设备和工艺简单,是一种具有良好发展前途的纳米粒子制备方法。表面活性剂在反胶束法制备纳米粒子中的作用主要有:(1)形成反胶束体系,控制粒子尺寸;(2)减小粒子团聚;(3)控制粒子的形状和晶型等等。

表面活性剂具有两性分子结构:一端是亲水基团,简称亲水基,也称为疏油基或憎油基,能够使表面活性剂以单体的形式溶在水中。亲水基团经常为极性基团,可为羧基(-COOH)、磺酸基(-SO3H)、氨基(-NH2)或胺基及其盐,羟基(-OH)、酰胺基、醚键(-O-)等也可作为极性亲水基团;另一端是疏水基团,简称亲油基,也称为疏水基或憎水基。疏水基团通常为非极性烃链,如疏水的烷基链R-(烷基)、Ar-(芳基)等。

表面活性剂分为离子型表面活性剂(包括阳离子表面活性剂与阴离子表面活性剂)、非离子型表面活性剂、两性表面活性剂、复配表面活性剂、其他表面活性剂等。

表面活性剂溶液中,表面活性剂的浓度达到一定值后,表面活性剂分子会形成各种有序的组合体称之为胶束。胶束化作用或胶束的形成是表面活性剂溶液十分重要的基本性质,一些重要的界面现象都与胶束的形成有关。使表面活性剂在溶液中形成胶束的浓度被称之为临界胶束浓度,胶束并不是固定不变的球形,它为极度不规则、动态变化的形状。在某些条件下,表面活性剂还会出现反胶束的状态。

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