锌表面还原氧化石墨烯/硅烷复合膜的制备与耐蚀性研究
发布时间：2021-01-11 15:20
热浸镀锌是提高钢铁材料耐大气腐蚀能力的最经济有效手段之一,镀锌钢在潮湿的环境中存储或运输过程中容易产生白锈,影响镀锌钢的美观,甚至会降低镀锌钢的使用寿命。为解决镀锌钢表面锌的腐蚀问题,传统的处理方法是采用铬酸盐钝化,然而铬酸盐高毒、高致癌且对环境危害较大,已经逐渐被淘汰。金属表面硅烷偶联剂处理由于其无毒性、无污染、附着力好等优点,是铬酸盐钝化比较理想的替代品。然而硅烷膜厚度薄、存在微孔和微裂纹,耐蚀性能有限,对金属不具有较好的长期保护性能。氧化石墨烯（GO）具有大的比表面积、优异的阻隔性能,以及表面含有大量可修饰的官能团,在腐蚀领域受到广泛的关注。但GO膜在金属表面直接成膜时,存在膜层与金属之间的结合力弱,易出现孔洞等的问题而限制了其应用。因此,本文希望结合GO和硅烷的优点,利用硅烷强的偶联作用来增强GO与金属基体的粘接性,利用GO强的阻隔性能来提高硅烷膜的阻隔性能并增加硅烷膜的厚度,在锌表面制备出一定厚度高耐蚀的GO掺杂改性型的硅烷复合膜。本文将锌片浸入GO的水分散液中,在其表面制得还原氧化石墨烯膜（rGO）;将锌片浸入γ-（2.3环氧丙氧）丙基三甲氧基硅烷（GPTMS）和GO的混合...
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 金属表面硅烷膜
1.2.1 硅烷偶联剂的结构与分类
1.2.2 硅烷偶联剂的作用机理
1.2.3 金属硅烷膜的研究现状
1.3 石墨烯/氧化石墨烯耐腐性薄膜
1.3.1 石墨烯与氧化石墨烯概述
1.3.2 石墨烯薄膜
1.3.3 氧化石墨烯硅烷复合薄膜
1.4 本课题主要研究内容及意义
第二章 试验方法
2.1 试验材料及实验仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 氧化石墨烯的制备
2.3 膜层的制备工艺
2.4. 膜层组织成分研究方法
2.4.1 膜层组织形貌观察
2.4.2 膜层结构分析方法
2.5 耐蚀性测试
第三章 锌表面还原氧化石墨烯膜层的制备及耐蚀性
3.1 前言
3.2 氧化石墨烯的表征
3.2 rGO膜的宏观表面形貌
3.3 膜层的微观表面形貌
3.4 膜层Raman分析
3.5 膜层FTIR分析
3.6 XPS分析
3.7 膜层的EIS分析
3.8 塔菲尔（Tafel）极化曲线
3.9 成膜机理讨论
3.10 本章小结
第四章 还原氧化石墨烯/硅烷复合膜的制备及耐蚀性
4.1 前言
4.2 GPTMS/rGO复合膜成膜工艺研究
4.2.1 硅烷的选取
4.2.2 溶液pH的选择
4.2.3 GO浓度的影响
4.3 膜层表面形貌分析
4.4 电化学阻抗分析
4.5 膜层Raman分析
4.6 FTIR分析
4.7 浮膜层XPS分析
4.8 膜层的耐蚀性
4.8.1 膜层的耐浸泡性
4.8.2 塔菲尔（Tafel）极化曲线
4.9 成膜机理讨论
4.10 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]AZ31镁合金表面硅烷/氧化石墨烯复合涂层的制备及其耐蚀性[J]. 付肖肖,孙瑞雪. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]KH560水解液水解过程的实验研究[J]. 葛浩,陈均,李家茂,张永光,樊传刚. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2013(02)
[3]热镀锌钢铈盐/硅烷复合膜的制备及其耐蚀性能[J]. 吴海江,徐国荣,许剑光,徐红梅,吴玉蓉,颜焕元. 材料保护. 2013(01)
[4]镀锌钢板的硅烷复合膜表面改性[J]. 徐斌,满瑞林,彭天兰,曹晓燕. 腐蚀科学与防护技术. 2008(02)
[5]热镀锌钢表面铈盐与硅烷处理后的耐蚀性能[J]. 吴海江,卢锦堂,孔纲. 腐蚀与防护. 2007(07)
[6]LY12铝合金表面电化学沉积制备DTMS硅烷膜及其耐蚀性研究[J]. 胡吉明,刘倞,张鉴清,曹楚南. 高等学校化学学报. 2006(06)
[7]热镀锌钢白锈产生原因分析及预防[J]. 孔纲,卢锦堂,车淳山,许乔瑜. 腐蚀与防护. 2005(10)
[8]热镀锌钢的研究进展[J]. 孔纲,卢锦堂,许乔瑜. 电镀与涂饰. 2005(09)
[9]铝合金表面BTSE硅烷化处理研究[J]. 胡吉明,刘倞,张金涛,张鉴清,曹楚南. 金属学报. 2004(11)
[10]镀锌（合金）钢板无/低铬钝化技术研究状况[J]. 钱余海,戴毅刚,陈红星,胡凡,李自刚. 腐蚀科学与防护技术. 2004(04)
博士论文
[1]镀锌板表面硅烷复合钝化膜的制备、性能和成膜机理[D]. 王雷.东北大学 2012
[2]热浸镀锌层表面硅酸盐转化膜的研究[D]. 袁美蓉.华南理工大学 2011
本文编号：2971016
【文章来源】：华南理工大学广东省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：73 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
Abstract
第一章 绪论
1.1 前言
1.2 金属表面硅烷膜
1.2.1 硅烷偶联剂的结构与分类
1.2.2 硅烷偶联剂的作用机理
1.2.3 金属硅烷膜的研究现状
1.3 石墨烯/氧化石墨烯耐腐性薄膜
1.3.1 石墨烯与氧化石墨烯概述
1.3.2 石墨烯薄膜
1.3.3 氧化石墨烯硅烷复合薄膜
1.4 本课题主要研究内容及意义
第二章 试验方法
2.1 试验材料及实验仪器
2.1.1 实验材料
2.1.2 实验仪器
2.2 氧化石墨烯的制备
2.3 膜层的制备工艺
2.4. 膜层组织成分研究方法
2.4.1 膜层组织形貌观察
2.4.2 膜层结构分析方法
2.5 耐蚀性测试
第三章 锌表面还原氧化石墨烯膜层的制备及耐蚀性
3.1 前言
3.2 氧化石墨烯的表征
3.2 rGO膜的宏观表面形貌
3.3 膜层的微观表面形貌
3.4 膜层Raman分析
3.5 膜层FTIR分析
3.6 XPS分析
3.7 膜层的EIS分析
3.8 塔菲尔（Tafel）极化曲线
3.9 成膜机理讨论
3.10 本章小结
第四章 还原氧化石墨烯/硅烷复合膜的制备及耐蚀性
4.1 前言
4.2 GPTMS/rGO复合膜成膜工艺研究
4.2.1 硅烷的选取
4.2.2 溶液pH的选择
4.2.3 GO浓度的影响
4.3 膜层表面形貌分析
4.4 电化学阻抗分析
4.5 膜层Raman分析
4.6 FTIR分析
4.7 浮膜层XPS分析
4.8 膜层的耐蚀性
4.8.1 膜层的耐浸泡性
4.8.2 塔菲尔（Tafel）极化曲线
4.9 成膜机理讨论
4.10 本章小结
结论
参考文献
攻读硕士期间取得的研究成果
致谢
附件
【参考文献】：
期刊论文
[1]AZ31镁合金表面硅烷/氧化石墨烯复合涂层的制备及其耐蚀性[J]. 付肖肖,孙瑞雪. 青岛科技大学学报(自然科学版). 2018(06)
[2]KH560水解液水解过程的实验研究[J]. 葛浩,陈均,李家茂,张永光,樊传刚. 安徽工业大学学报(自然科学版). 2013(02)
[3]热镀锌钢铈盐/硅烷复合膜的制备及其耐蚀性能[J]. 吴海江,徐国荣,许剑光,徐红梅,吴玉蓉,颜焕元. 材料保护. 2013(01)
[4]镀锌钢板的硅烷复合膜表面改性[J]. 徐斌,满瑞林,彭天兰,曹晓燕. 腐蚀科学与防护技术. 2008(02)
[5]热镀锌钢表面铈盐与硅烷处理后的耐蚀性能[J]. 吴海江,卢锦堂,孔纲. 腐蚀与防护. 2007(07)
[6]LY12铝合金表面电化学沉积制备DTMS硅烷膜及其耐蚀性研究[J]. 胡吉明,刘倞,张鉴清,曹楚南. 高等学校化学学报. 2006(06)
[7]热镀锌钢白锈产生原因分析及预防[J]. 孔纲,卢锦堂,车淳山,许乔瑜. 腐蚀与防护. 2005(10)
[8]热镀锌钢的研究进展[J]. 孔纲,卢锦堂,许乔瑜. 电镀与涂饰. 2005(09)
[9]铝合金表面BTSE硅烷化处理研究[J]. 胡吉明,刘倞,张金涛,张鉴清,曹楚南. 金属学报. 2004(11)
[10]镀锌（合金）钢板无/低铬钝化技术研究状况[J]. 钱余海,戴毅刚,陈红星,胡凡,李自刚. 腐蚀科学与防护技术. 2004(04)
博士论文
[1]镀锌板表面硅烷复合钝化膜的制备、性能和成膜机理[D]. 王雷.东北大学 2012
[2]热浸镀锌层表面硅酸盐转化膜的研究[D]. 袁美蓉.华南理工大学 2011
本文编号：2971016
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