新型石墨烯基防腐材料的制备及电化学分析

发布时间：2021-04-20 11:48

　　金属腐蚀每年给全世界带来巨大的经济损失,因此,改善金属耐蚀性的研究已经成为众多科研工作者的关注热点之一。二维纳米材料石墨烯在电化学传感器、电容器等许多领域都有着极其重要的应用。近年来,石墨烯因其不渗透性、屏障性能、柔韧性等特性在防腐领域也具有广阔的应用前景。本文分别采用了两种不同的方法制备了两种石墨烯基纳米复合材料,即3,4,9,10-苝四羧酸-石墨烯（PTCA-G）复合材料、还原氧化石墨烯-胆酸钠（MRGO）复合材料,并将这些复合材料分别加入到环氧树脂中,研究了单独的石墨烯、3,4,9,10-苝四羧酸、还原氧化石墨烯以及复合材料对环氧树脂防腐性能的影响,并探索了PTCA-G的体积比、MRGO复合材料的质量比对环氧树脂防腐性能的影响。主要工作如下所述:（1）到目前为止,PTCA-G复合材料在防腐领域的研究还未被报道。在本章中,PTCA-G复合材料通过简单的制备方法被合成,并且该复合材料对环氧树脂涂层腐蚀保护性能的影响也被研究。PTCA-G复合物的结构和形貌通过采用傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜技术进行表征。通过傅里叶红外光谱的表征,结果表明由于3,4,9,10-苝四羧酸... 

【文章来源】：青岛科技大学山东省

【文章页数】：75 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
abstract
第一章 前言
    1.1 海洋金属的腐蚀与防护
        1.1.1 海洋腐蚀概况
        1.1.2 海洋金属腐蚀与防护
    1.2 石墨烯
        1.2.1 石墨烯简介
        1.2.2 薄层石墨烯的制备方法
            1.2.2.1 微机械剥离法
            1.2.2.2 液相剥离法
            1.2.2.3 还原氧化石墨烯法
            1.2.2.4 化学气相沉积法（CVD）
            1.2.2.5 外延生长法
    1.3 石墨烯的应用
        1.3.1 电化学传感器
        1.3.2 锂电池
        1.3.3 超级电容器
        1.3.4 防腐领域
            1.3.4.1 金属基底直接生长
            1.3.4.2 环氧树脂复合涂层
            1.3.4.3 聚氨酯复合涂层
            1.3.4.4 其他涂层
    1.4 本课题的目的与研究意义
第二章 高稳定3,4,9,10-苝四羧酸功能化石墨烯增强环氧树脂涂层的耐蚀性
    2.1 实验部分
        2.1.1 仪器与试剂
        2.1.2 3 ,4,9,10-苝四羧酸的制备
        2.1.3 PTCA-G复合物的制备
        2.1.4 腐蚀保护涂层的制备
        2.1.5 电化学测试
    2.2 结果与讨论
        2.2.1 石墨烯、3,4,9,10-苝四羧酸和PTCA-G复合物的傅里叶红外光谱
        2.2.2 石墨烯和PTCA-G复合物的形貌表征
        2.2.3 环氧树脂腐蚀保护涂层的电化学测试
            2.2.3.1 Q235钢、EP、PTCA/EP、G/EP、PTCA-G/EP涂层的电化学测试
            2.2.3.2 含有不同体积比的PTCA-G/EP涂层的电化学测试
        2.2.4 等效电路
        2.2.5 不同环氧树脂涂层的腐蚀防护机理
        2.2.6 腐蚀测试的光学表面图像
    2.3 本章小结
第三章 基于高分散薄层还原氧化石墨烯/胆酸钠复合材料所制备的环氧树脂涂层的防腐性能
    3.1 实验部分
        3.1.1 仪器与试剂
        3.1.2 氧化石墨烯的制备
        3.1.3 MRGO的制备
        3.1.4 耐蚀性涂层的制备
        3.1.5 电化学检测
    3.2 结果与讨论
        3.2.1 物质的形貌表征
        3.2.2 还原氧化石墨烯、MRGO复合材料的分散性表征
        3.2.3 材料的傅里叶红外光谱表征
        3.2.4 不同材料的X射线衍射表征
        3.2.5 不同涂层的电化学测试结果分析
            3.2.5.1 裸露基质、环氧树脂涂层、RGO/EP涂层、MRGO/EP涂层的电化学测试
            3.2.5.2 不同质量比的MRGO/EP涂层的电化学测试
        3.2.6 不同涂层的等效电路
        3.2.7 环氧树脂涂层与MRGO/EP涂层的防腐原理
    3.3 本章小结
结论
参考文献
致谢
攻读学位期间发表的论文目录


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯用于金属腐蚀防护的研究[J]. 顾林,丁纪恒,余海斌.  化学进展. 2016(05)
[2]石墨烯的制备及应用的研究进展[J]. 陈莹莹,宓一鸣,阮勤超,阮晓栋,金言宜.  硅酸盐通报. 2015(03)
[3]海洋工程结构与船舶的腐蚀防护——现状与趋势[J]. 韩恩厚,陈建敏,宿彦京,刘敏.  中国材料进展. 2014(02)
[4]SiO2-有机硅共聚物改性的环氧树脂E-44及其富锌涂料的性能[J]. 袁林,管从胜,张金昌,孙恒.  材料保护. 2012(03)
[5]金属腐蚀防护有机涂料的研究进展[J]. 边洁,王威强,管从胜.  材料科学与工程学报. 2003(05)

硕士论文
[1]新型纳米复合海洋防腐防污涂料的制备及性能研究[D]. 岳鑫.天津大学 2014



本文编号：3149624