石墨烯基复合材料的制备与防腐蚀性能研究

发布时间：2017-03-22 17:14

  本文关键词：石墨烯基复合材料的制备与防腐蚀性能研究，由笔耕文化传播整理发布。

【摘要】：本文采用改进的Hummers法合成氧化石墨烯,在反应过程中分别通过搅拌和超声两种方法进行控制,制得了两种氧化石墨烯。利用不同的还原剂对氧化石墨烯进行还原,得到了不同的石墨烯。利用拉曼光谱(Raman),扫描电镜(SEM)及原子力显微镜(AFM)等手段对两种石墨烯的形貌,片层厚度等进行了比较；利用红外光谱对还原的石墨烯进行了结构表征。结果表明,利用搅拌制得的石墨烯片层更薄,水合肼对氧化石墨烯的还原效果更好。 采用吸附-化学氧化法制得了石墨烯/聚苯胺复合材料,用红外光谱、SEM对复合材料的结构进行表征。并将不同比例的石墨烯/聚苯胺复合材料以及聚苯胺分别作为填料加入到环氧树脂涂层中,制备了添加剂含量为1.0(wt)%的复合材料涂层。对涂层的力学性能和防腐性能进行考察,结果表明,复合材料的加入很大程度的提升了涂层的冲击强度和硬度。电化学分析显示石墨烯与聚苯胺的质量比为1：20时,其涂层的防腐蚀能力最好。 采用乳液聚合法合成了石墨烯/聚吡咯复合材料,利用红外光谱、SEM对其进行结构和形貌表征。力学性能显示,随着复合材料的含量的变化,环氧树脂涂层的冲击强度和硬度均呈先增高后降低的趋势。同时,采用交流阻抗法和极化曲线法对涂层的防腐蚀性能进行分析。研究表明,涂层中含有1%的石墨烯/聚吡咯复合材料时,其防腐蚀性能就有显著提高。 采用水热合成法制得了石墨烯/CeO2复合材料,通过SEM、XRD、XPS对复合材料进行结构表征。对石墨烯/CeO2复合材料的防腐蚀能力进行了考察,结果表明,在石墨烯与CeO2质量比为1：4时,复合材料-环氧树脂涂层对金属的防腐蚀效果达到最大,且涂层的抗腐蚀能力与时间和温度均呈反比。
【关键词】：石墨烯 复合材料 电化学 防腐性能
【学位授予单位】：西南石油大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2014
【分类号】：TQ127.11;TB332
【目录】：

• 摘要3-4
• Abstract4-7
• 第1章 绪论7-18
• 1.1 引言7
• 1.2 石墨烯概述7-16
• 1.2.1 石墨烯的结构7-8
• 1.2.2 石墨烯的性质8-10
• 1.2.3 石墨烯的制备方法10-12
• 1.2.4 石墨烯的应用12-14
• 1.2.5 石墨烯复合材料的研究进展14-16
• 1.3 本论文的研究思路及研究内容16-18
• 第2章 石墨烯的制备18-24
• 2.1 引言18
• 2.2 主要实验仪器及试剂18
• 2.2.1 实验试剂18
• 2.2.2 实验仪器18
• 2.3 石墨烯的制备18-19
• 2.4 结构表征19-20
• 2.5 结果与讨论20-23
• 2.5.1 拉曼光谱的表征20
• 2.5.2 AFM及SEM分析20-22
• 2.5.3 红外光谱分析22-23
• 2.6 本章小结23-24
• 第3章 石墨烯/聚苯胺复合材料的制备与防腐蚀性能24-33
• 3.1 引言24-25
• 3.2 主要实验仪器及试剂25
• 3.2.1 实验试剂25
• 3.2.2 实验仪器25
• 3.3 石墨烯/聚苯胺复合材料的制备25-26
• 3.4 石墨烯/聚苯胺防腐蚀涂层的制备26
• 3.5 结构表征与力学性能测试26
• 3.6 石墨烯/聚苯胺复合材料的电化学分析26-27
• 3.7 结果与讨论27-31
• 3.7.1 石墨烯/聚苯胺复合材料的表征测试27-28
• 3.7.2 石墨烯/聚苯胺复合材料对环氧树脂涂层的力学性能影响28-29
• 3.7.3 电化学分析29-31
• 3.8 本章小结31-33
• 第4章 石墨烯片/聚吡咯复合材料的制备与防腐蚀性能33-41
• 4.1 引言33
• 4.2 主要实验试剂及仪器33-34
• 4.2.1 实验试剂33-34
• 4.2.2 实验仪器34
• 4.3 石墨烯/聚毗咯复合材料的制备34-35
• 4.3.1 氧化石墨烯的制备34
• 4.3.2 石墨烯/聚吡咯复合材料的制备34-35
• 4.4 结构表征与力学性能测试35
• 4.5 石墨烯/聚吡咯防腐蚀涂层的制备35
• 4.6 石墨烯/聚吡咯复合材料的电化学分析35
• 4.7 结果与讨论35-40
• 4.7.1 石墨烯/聚毗咯复合材料的表征35-37
• 4.7.2 石墨烯/聚毗咯复合材料的力学性能研究37
• 4.7.3 石墨烯/聚吡咯复合材料的电化学分析37-40
• 4.8 本章小结40-41
• 第5章 石墨烯/CeO_2复合材料的制备及防护性能41-49
• 5.1 引言41
• 5.2 主要实验试剂及仪器41-42
• 5.2.1 实验试剂41-42
• 5.2.2 实验仪器42
• 5.3 石墨烯/CeO_2复合材料的制备42
• 5.3.1 CeO_2的制备42
• 5.3.2 石墨烯/CeO_2复合材料的制备42
• 5.3.3 石墨烯/CeO_2混合物的制备42
• 5.4 结构表征42-43
• 5.5 石墨烯/CeO_2防腐蚀涂层的制备43
• 5.6 石墨烯/CeO_2复合材料的电化学分析43
• 5.7 结果与讨论43-48
• 5.7.1 扫描电镜表征43-44
• 5.7.2 XRD分析44
• 5.7.3 XPS分析44-45
• 5.7.4 电化学分析45-48
• 5.8 本章小结48-49
• 第6章 结论49-50
• 致谢50-51
• 参考文献51-57
• 攻读硕士学位期间发表的论文57

【参考文献】

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