羟基化石墨烯复合材料的制备及性能研究

发布时间：2022-12-10 01:18

　　石墨烯（Graphene）是一种由碳原子以sp2杂化轨道组成的二维碳纳米材料,是目前已发现的最薄、力学强度最大、导电导热性能最强的一种新型纳米材料,也是未来最有前景的先进材料之一。通过加入一定量的石墨烯和其他材料构成新型的复合材料,有望能充分发挥石墨烯的优异性能,极大地拓展石墨烯的应用。羟基化石墨烯（G-OH）是通过芬顿试剂氧化处理而得到的一种功能化石墨烯。羟基化石墨烯的主要特点有:电阻率显著提高,羟基化后从1.75×10-6 Ω·cm上升到7.52Ω·cm;片层结构完整,氧化处理后,完整保留了石墨烯的结构。根据羟基化石墨烯优异的性能,本论文将其应用于防腐涂料、环氧导热灌封胶和金属催化剂负载等方面,进行了以下研究工作。将石墨烯沉积铜箔样品进行羟基化处理,得到羟基化石墨烯铜箔样品。将石墨烯进行羟基化处理用于防腐材料具有良好的性能,这种方法可以避免因石墨烯良好的导电性而加速样品腐蚀,同时也能保留石墨烯完整结构,形成良好的阻隔,进一步增强防腐效果。环氧涂料是一种常见的防腐涂料,其耐盐雾效果一般只有400h。将羟基化石墨烯加入环氧防腐涂料中,成功的合成了能够耐盐雾2000h左右的防腐涂料。该涂... 

【文章页数】：91 页

【学位级别】：硕士

【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
    1.1 石墨烯
        1.1.1 石墨烯的性质
        1.1.2 石墨烯的合成
        1.1.3 石墨烯的应用
    1.2 石墨烯防腐涂料研究现状
        1.2.1 金属腐蚀及防护
        1.2.2 石墨烯防腐原理
        1.2.3 石墨烯薄膜防腐涂料
    1.3 石墨烯环氧树脂重防腐涂料的研究现状
        1.3.1 水性环氧树脂简介
        1.3.2 石墨烯水性环氧树脂
    1.4 石墨烯环氧树脂导热胶
        1.4.1 导热填料
        1.4.2 石墨烯导热胶黏剂研究进展
    1.5 石墨烯负载贵金属催化剂的研究现状
        1.5.1 催化剂
        1.5.2 石墨烯金属催化剂
    1.6 本课题的研究内容及研究意义
        1.6.1 研究意义
        1.6.2 研究内容
第二章 羟基化石墨烯膜耐腐蚀性能
    2.1 实验部分
        2.1.1 实验药品与仪器
        2.1.2 CVD法合成石墨烯沉积铜箔
        2.1.3 石墨烯沉积铜箔的羟基化处理
        2.1.4 盐雾加速腐蚀实验
    2.2 材料表征手段
        2.2.1 热重分析(TG)
        2.2.2 X射线光电子能谱分析(XPS)
        2.2.3 盐雾加速腐蚀实验
        2.2.4 电化学工作站
        2.2.5 电阻率测试
        2.2.6 显微镜测试
    2.3 材料表征结果
        2.3.1 XPS分析
        2.3.2 循环伏安曲线测试
        2.3.3 塔菲尔分析
        2.3.4 电阻测试
    2.4 耐强氧化化学腐蚀性能
    2.5 耐盐雾腐蚀试验
        2.5.1 裸铜腐蚀试验
        2.5.2 羟基化石墨烯沉积铜箔耐腐蚀
    2.6 小结
第三章 羟基化石墨烯/环氧防腐涂料性能
    3.1 实验部分
        3.1.1 实验药品与仪器
        3.1.2 羟基化石墨烯(G-OH)的合成
        3.1.3 功能化石墨烯环氧防腐涂料的合成
        3.1.4 常见水性环氧防腐涂料的制备
        3.1.5 盐雾加速腐蚀实验
    3.2 材料性能表征方法
        3.2.1 涂层厚度检测
        3.2.2 涂层硬度测试
        3.2.3 漆膜的耐盐水测定
        3.2.4 涂层附着力测试
    3.3 材料表征结果
        3.3.1 涂层形貌分析
        3.3.2 涂层厚度检测
        3.3.3 涂层硬度测试
        3.3.5 涂层耐盐水性能测试
        3.3.6 涂层附着力测试
    3.4 盐雾加速腐蚀实验
        3.4.1 涂料样品
        3.4.2 涂层样品腐蚀前期
        3.4.3 涂层样品腐蚀后期
    3.5 小结
第四章 改性石墨烯环氧树脂导热胶
    4.1 实验部分
        4.1.1 实验药品与仪器
        4.1.2 石墨烯环氧树脂导热胶
        4.1.3 羟基化石墨烯环氧树脂导热胶
        4.1.4 石墨烯微片环氧树脂导热胶
    4.2 表征手段
        4.2.1 黏度测试
        4.2.2 密度测试
        4.2.3 电阻测试
        4.2.4 硬度测试
        4.2.5 导热性能测试
    4.3 表征结果
        4.3.1 石墨烯环氧导热胶测试
        4.3.2 羟基化石墨烯环氧树脂导热胶测试
        4.3.3 石墨烯微片环氧树脂测试
    4.4 小结
第五章 功能化石墨烯负载钯铱(Pd/Ir)催化剂的合成及催化性能
    5.1 实验部分
        5.1.1 实验药品与仪器
        5.1.2 氧化石墨烯(GO)的合成
        5.1.3 羟基化石墨烯(G-OH)的合成
        5.1.4 还原氧化石墨烯(RGO)的合成
        5.1.5 功能化石墨烯对芳香族化合物吸附性能研究
        5.1.6 功能化石墨烯负载双金属(Pd/Ir)催化剂的合成
        5.1.7 功能化石墨烯负载双金属(Pd/Ir)催化剂的催化性能
    5.2 材料表征分析方法
        5.2.1 X-射线衍射(XRD)
        5.2.2 透射电镜(TEM)
        5.2.3 热重分析(TG)
        5.2.4 X射线光电子能谱(XPS)
    5.3 功能化石墨烯表征分析结果
        5.3.1 XRD
        5.3.2 TEM
        5.3.3 TG
        5.3.4 XPS
    5.4 功能化石墨烯的吸附实验
        5.4.1 对硝基苯的吸附
        5.4.2 对苯胺的吸附
    5.5 功能化石墨烯负载双金属Pd-Ir的催化性能
        5.5.1 功能化石墨烯负载金属Pd-Ir
        5.5.2 双金属(Pd-Ir)催化剂的催化性能
    5.6 小结
第六章 总结
参考文献
硕士期间研究成果
致谢


【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯在防腐涂料中的研究进展及应用[J]. 迟钧瀚,陈珊,陈晓飞,周东,李国明.  装备环境工程. 2018(05)
[2]防腐蚀涂料发展现状及进展[J]. 孔凡厚,张雷,罗智明,胥维昌,张磊.  涂料技术与文摘. 2017(06)
[3]钨酸铋担载钯纳米粒子光催化甲苯及其衍生物到醛的氧化反应（英文）[J]. 袁博,张宝,王志亮,卢胜梅,李军,刘龑,李灿.  催化学报. 2017(03)
[4]Corrosion Resistance of Graphene-Reinforced Waterborne Epoxy Coatings[J]. Shuan Liu,Lin Gu,Haichao Zhao,Jianmin Chen,Haibin Yu.  Journal of Materials Science ＆ Technology. 2016(05)
[5]催化剂的分类及应用[J]. 刘琪梦,苗雨杭,王梦颖.  轻工科技. 2015(04)
[6]石墨烯载Pt纳米粒子的原位还原制备及氧还原电催化性能[J]. 何卫,邹亮亮,周毅,卢向军,李媛,张校刚,杨辉.  高等学校化学学报. 2012(01)
[7]石墨烯负载Pt催化剂的制备及催化氧还原性能[J]. 李云霞,魏子栋,赵巧玲,丁炜,张骞,陈四国.  物理化学学报. 2011(04)
[8]环氧树脂基导热复合材料的研究进展[J]. 李冰,张晓伟.  中国胶粘剂. 2008(01)
[9]微米级铜银双金属粉的制备及其抗氧化性能研究[J]. 曹晓国,张海燕,黄惠平.  材料导报. 2006(10)

博士论文
[1]贵金属原子精度的可控合成及其催化应用[D]. 葛婧捷.中国科学技术大学 2018

硕士论文
[1]石墨烯改性水性环氧防腐涂料的制备与性能[D]. 王婷.济南大学 2018
[2]水性环氧重防腐涂料的研制[D]. 贾明岳.山东大学 2016



本文编号：3715764