高温热还原氧化石墨烯/聚酰亚胺复合涂层的制备及防腐蚀性能研究
发布时间：2021-03-08 00:01
将高温热还原氧化石墨烯（TRGO）作为二维纳米填料添加到聚酰亚胺（PI）聚合物基质中,制备了不同质量分数的TRGO/PI纳米复合耐蚀涂层,采用交流阻抗谱和动电位极化曲线评估了涂层在模拟海水（3.5wt%Na Cl溶液）中的电化学腐蚀行为。结果表明:与纯PI涂层相比,添加TRGO可以显著提高涂层的电阻和腐蚀防护效率;当TRGO的添加量为0.3wt%时,对涂层耐蚀性能的增强效果最好,最大涂层电阻为1.3176×106?,最高腐蚀防护效率可达到99.65%,其防蚀增益与片层结构TRGO的物理阻隔性能有关。
【文章来源】：无机材料学报. 2017,32(12)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
GO纳米片的(a)TEM和(b-c)AFM照片
1260无机材料学报第32卷图2氧化石墨烯和高温还原氧化石墨烯的(a)XRD图谱和(b)拉曼光谱图Fig.2XRDpatterns(a)andRamanspectra(b)ofGOandthermalreducedgrapheneoxide(TRGO)图3不同浓度的TRGO分散液的照片Fig.3PicturesofTRGOdispersionswithvaryingconcentrations(a)0.17mg/mL;(b)0.33mg/mL;(c)0.50mg/mL;(d)0.66mg/mL;(e)0.83mg/mL图4(a,b)纯PI涂层和(c,d)TRGO0.1/PI复合涂层的SEM断面照片Fig.4SEMmicrographsoffracturedsurfacesof(a,b)neatPIand(c,d)TRGO0.1/PIcoatings的SEM断面形貌,可以看出两种涂层均为1.3μm，且厚度分布均匀,说明实验采用的旋涂工艺可以较好地保证成膜的均匀性,并且通过调节旋涂工艺参数可以改变成膜的厚度。2.2.2电化学交流阻抗谱测试图5为不同涂层在3.5wt%氯化钠溶液中浸泡6h后测得的Bode相位角图、Bode模值图和复平面图。从图5(a)中可以看出,纯PI涂层和各个复合涂层的Bode相位角图上都只出现一个波峰,这个位于较高频率处波峰的存在反映出有机涂层中发生了电化学腐蚀反应,而膜下腐蚀反应还并未发生[23]。研究者发现,随着涂层逐渐地被腐蚀介质损坏,Bode相位角图在较低频率处也会出现波峰,这一波峰的出现则显示出在有机涂层/金属界面处发生的化学腐蚀反应,称为膜下腐蚀[24-25]。一般来说,如果涂层在尽可能宽的频率范围内表现出电容的行为,说明涂层的腐蚀防护效果越好[26]。从图5(a)中可以看出,304SS涂覆TRGO/PI复合涂层后在较宽的频率范围显示出电容行为。此外,这六种涂层样品在高频处的波峰所对应的相位角先逐渐增大,在TRGO浓度为0.3wt%时达到最大值67.53,接着相位角就逐渐减少。图5(b)中频率在0.1Hz处对应的Bode模值也呈现出相同的趋势,频率在0.1Hz处时对应阻抗模值的大小,可
1260无机材料学报第32卷图2氧化石墨烯和高温还原氧化石墨烯的(a)XRD图谱和(b)拉曼光谱图Fig.2XRDpatterns(a)andRamanspectra(b)ofGOandthermalreducedgrapheneoxide(TRGO)图3不同浓度的TRGO分散液的照片Fig.3PicturesofTRGOdispersionswithvaryingconcentrations(a)0.17mg/mL;(b)0.33mg/mL;(c)0.50mg/mL;(d)0.66mg/mL;(e)0.83mg/mL图4(a,b)纯PI涂层和(c,d)TRGO0.1/PI复合涂层的SEM断面照片Fig.4SEMmicrographsoffracturedsurfacesof(a,b)neatPIand(c,d)TRGO0.1/PIcoatings的SEM断面形貌,可以看出两种涂层均为1.3μm，且厚度分布均匀,说明实验采用的旋涂工艺可以较好地保证成膜的均匀性,并且通过调节旋涂工艺参数可以改变成膜的厚度。2.2.2电化学交流阻抗谱测试图5为不同涂层在3.5wt%氯化钠溶液中浸泡6h后测得的Bode相位角图、Bode模值图和复平面图。从图5(a)中可以看出,纯PI涂层和各个复合涂层的Bode相位角图上都只出现一个波峰,这个位于较高频率处波峰的存在反映出有机涂层中发生了电化学腐蚀反应,而膜下腐蚀反应还并未发生[23]。研究者发现,随着涂层逐渐地被腐蚀介质损坏,Bode相位角图在较低频率处也会出现波峰,这一波峰的出现则显示出在有机涂层/金属界面处发生的化学腐蚀反应,称为膜下腐蚀[24-25]。一般来说,如果涂层在尽可能宽的频率范围内表现出电容的行为,说明涂层的腐蚀防护效果越好[26]。从图5(a)中可以看出,304SS涂覆TRGO/PI复合涂层后在较宽的频率范围显示出电容行为。此外,这六种涂层样品在高频处的波峰所对应的相位角先逐渐增大,在TRGO浓度为0.3wt%时达到最大值67.53,接着相位角就逐渐减少。图5(b)中频率在0.1Hz处对应的Bode模值也呈现出相同的趋势,频率在0.1Hz处时对应阻抗模值的大小,可
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯复合材料的研究进展[J]. 匡达,胡文彬. 无机材料学报. 2013(03)
本文编号：3070042
【文章来源】：无机材料学报. 2017,32(12)北大核心
【文章页数】：7 页
【部分图文】：
GO纳米片的(a)TEM和(b-c)AFM照片
1260无机材料学报第32卷图2氧化石墨烯和高温还原氧化石墨烯的(a)XRD图谱和(b)拉曼光谱图Fig.2XRDpatterns(a)andRamanspectra(b)ofGOandthermalreducedgrapheneoxide(TRGO)图3不同浓度的TRGO分散液的照片Fig.3PicturesofTRGOdispersionswithvaryingconcentrations(a)0.17mg/mL;(b)0.33mg/mL;(c)0.50mg/mL;(d)0.66mg/mL;(e)0.83mg/mL图4(a,b)纯PI涂层和(c,d)TRGO0.1/PI复合涂层的SEM断面照片Fig.4SEMmicrographsoffracturedsurfacesof(a,b)neatPIand(c,d)TRGO0.1/PIcoatings的SEM断面形貌,可以看出两种涂层均为1.3μm，且厚度分布均匀,说明实验采用的旋涂工艺可以较好地保证成膜的均匀性,并且通过调节旋涂工艺参数可以改变成膜的厚度。2.2.2电化学交流阻抗谱测试图5为不同涂层在3.5wt%氯化钠溶液中浸泡6h后测得的Bode相位角图、Bode模值图和复平面图。从图5(a)中可以看出,纯PI涂层和各个复合涂层的Bode相位角图上都只出现一个波峰,这个位于较高频率处波峰的存在反映出有机涂层中发生了电化学腐蚀反应,而膜下腐蚀反应还并未发生[23]。研究者发现,随着涂层逐渐地被腐蚀介质损坏,Bode相位角图在较低频率处也会出现波峰,这一波峰的出现则显示出在有机涂层/金属界面处发生的化学腐蚀反应,称为膜下腐蚀[24-25]。一般来说,如果涂层在尽可能宽的频率范围内表现出电容的行为,说明涂层的腐蚀防护效果越好[26]。从图5(a)中可以看出,304SS涂覆TRGO/PI复合涂层后在较宽的频率范围显示出电容行为。此外,这六种涂层样品在高频处的波峰所对应的相位角先逐渐增大,在TRGO浓度为0.3wt%时达到最大值67.53,接着相位角就逐渐减少。图5(b)中频率在0.1Hz处对应的Bode模值也呈现出相同的趋势,频率在0.1Hz处时对应阻抗模值的大小,可
1260无机材料学报第32卷图2氧化石墨烯和高温还原氧化石墨烯的(a)XRD图谱和(b)拉曼光谱图Fig.2XRDpatterns(a)andRamanspectra(b)ofGOandthermalreducedgrapheneoxide(TRGO)图3不同浓度的TRGO分散液的照片Fig.3PicturesofTRGOdispersionswithvaryingconcentrations(a)0.17mg/mL;(b)0.33mg/mL;(c)0.50mg/mL;(d)0.66mg/mL;(e)0.83mg/mL图4(a,b)纯PI涂层和(c,d)TRGO0.1/PI复合涂层的SEM断面照片Fig.4SEMmicrographsoffracturedsurfacesof(a,b)neatPIand(c,d)TRGO0.1/PIcoatings的SEM断面形貌,可以看出两种涂层均为1.3μm，且厚度分布均匀,说明实验采用的旋涂工艺可以较好地保证成膜的均匀性,并且通过调节旋涂工艺参数可以改变成膜的厚度。2.2.2电化学交流阻抗谱测试图5为不同涂层在3.5wt%氯化钠溶液中浸泡6h后测得的Bode相位角图、Bode模值图和复平面图。从图5(a)中可以看出,纯PI涂层和各个复合涂层的Bode相位角图上都只出现一个波峰,这个位于较高频率处波峰的存在反映出有机涂层中发生了电化学腐蚀反应,而膜下腐蚀反应还并未发生[23]。研究者发现,随着涂层逐渐地被腐蚀介质损坏,Bode相位角图在较低频率处也会出现波峰,这一波峰的出现则显示出在有机涂层/金属界面处发生的化学腐蚀反应,称为膜下腐蚀[24-25]。一般来说,如果涂层在尽可能宽的频率范围内表现出电容的行为,说明涂层的腐蚀防护效果越好[26]。从图5(a)中可以看出,304SS涂覆TRGO/PI复合涂层后在较宽的频率范围显示出电容行为。此外,这六种涂层样品在高频处的波峰所对应的相位角先逐渐增大,在TRGO浓度为0.3wt%时达到最大值67.53,接着相位角就逐渐减少。图5(b)中频率在0.1Hz处对应的Bode模值也呈现出相同的趋势,频率在0.1Hz处时对应阻抗模值的大小,可
【参考文献】：
期刊论文
[1]石墨烯复合材料的研究进展[J]. 匡达,胡文彬. 无机材料学报. 2013(03)
本文编号：3070042
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