新型石墨烯基防腐材料的制備及電化學(xué)分析
發(fā)布時(shí)間:2021-04-20 11:48
金屬腐蝕每年給全世界帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,因此,改善金屬耐蝕性的研究已經(jīng)成為眾多科研工作者的關(guān)注熱點(diǎn)之一。二維納米材料石墨烯在電化學(xué)傳感器、電容器等許多領(lǐng)域都有著極其重要的應(yīng)用。近年來,石墨烯因其不滲透性、屏障性能、柔韌性等特性在防腐領(lǐng)域也具有廣闊的應(yīng)用前景。本文分別采用了兩種不同的方法制備了兩種石墨烯基納米復(fù)合材料,即3,4,9,10-苝四羧酸-石墨烯(PTCA-G)復(fù)合材料、還原氧化石墨烯-膽酸鈉(MRGO)復(fù)合材料,并將這些復(fù)合材料分別加入到環(huán)氧樹脂中,研究了單獨(dú)的石墨烯、3,4,9,10-苝四羧酸、還原氧化石墨烯以及復(fù)合材料對環(huán)氧樹脂防腐性能的影響,并探索了PTCA-G的體積比、MRGO復(fù)合材料的質(zhì)量比對環(huán)氧樹脂防腐性能的影響。主要工作如下所述:(1)到目前為止,PTCA-G復(fù)合材料在防腐領(lǐng)域的研究還未被報(bào)道。在本章中,PTCA-G復(fù)合材料通過簡單的制備方法被合成,并且該復(fù)合材料對環(huán)氧樹脂涂層腐蝕保護(hù)性能的影響也被研究。PTCA-G復(fù)合物的結(jié)構(gòu)和形貌通過采用傅里葉紅外光譜、掃描電子顯微鏡、透射電子顯微鏡技術(shù)進(jìn)行表征。通過傅里葉紅外光譜的表征,結(jié)果表明由于3,4,9,10-苝四羧酸...
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 前言
1.1 海洋金屬的腐蝕與防護(hù)
1.1.1 海洋腐蝕概況
1.1.2 海洋金屬腐蝕與防護(hù)
1.2 石墨烯
1.2.1 石墨烯簡介
1.2.2 薄層石墨烯的制備方法
1.2.2.1 微機(jī)械剝離法
1.2.2.2 液相剝離法
1.2.2.3 還原氧化石墨烯法
1.2.2.4 化學(xué)氣相沉積法(CVD)
1.2.2.5 外延生長法
1.3 石墨烯的應(yīng)用
1.3.1 電化學(xué)傳感器
1.3.2 鋰電池
1.3.3 超級電容器
1.3.4 防腐領(lǐng)域
1.3.4.1 金屬基底直接生長
1.3.4.2 環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層
1.3.4.3 聚氨酯復(fù)合涂層
1.3.4.4 其他涂層
1.4 本課題的目的與研究意義
第二章 高穩(wěn)定3,4,9,10-苝四羧酸功能化石墨烯增強(qiáng)環(huán)氧樹脂涂層的耐蝕性
2.1 實(shí)驗(yàn)部分
2.1.1 儀器與試劑
2.1.2 3 ,4,9,10-苝四羧酸的制備
2.1.3 PTCA-G復(fù)合物的制備
2.1.4 腐蝕保護(hù)涂層的制備
2.1.5 電化學(xué)測試
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 石墨烯、3,4,9,10-苝四羧酸和PTCA-G復(fù)合物的傅里葉紅外光譜
2.2.2 石墨烯和PTCA-G復(fù)合物的形貌表征
2.2.3 環(huán)氧樹脂腐蝕保護(hù)涂層的電化學(xué)測試
2.2.3.1 Q235鋼、EP、PTCA/EP、G/EP、PTCA-G/EP涂層的電化學(xué)測試
2.2.3.2 含有不同體積比的PTCA-G/EP涂層的電化學(xué)測試
2.2.4 等效電路
2.2.5 不同環(huán)氧樹脂涂層的腐蝕防護(hù)機(jī)理
2.2.6 腐蝕測試的光學(xué)表面圖像
2.3 本章小結(jié)
第三章 基于高分散薄層還原氧化石墨烯/膽酸鈉復(fù)合材料所制備的環(huán)氧樹脂涂層的防腐性能
3.1 實(shí)驗(yàn)部分
3.1.1 儀器與試劑
3.1.2 氧化石墨烯的制備
3.1.3 MRGO的制備
3.1.4 耐蝕性涂層的制備
3.1.5 電化學(xué)檢測
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 物質(zhì)的形貌表征
3.2.2 還原氧化石墨烯、MRGO復(fù)合材料的分散性表征
3.2.3 材料的傅里葉紅外光譜表征
3.2.4 不同材料的X射線衍射表征
3.2.5 不同涂層的電化學(xué)測試結(jié)果分析
3.2.5.1 裸露基質(zhì)、環(huán)氧樹脂涂層、RGO/EP涂層、MRGO/EP涂層的電化學(xué)測試
3.2.5.2 不同質(zhì)量比的MRGO/EP涂層的電化學(xué)測試
3.2.6 不同涂層的等效電路
3.2.7 環(huán)氧樹脂涂層與MRGO/EP涂層的防腐原理
3.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯用于金屬腐蝕防護(hù)的研究[J]. 顧林,丁紀(jì)恒,余海斌. 化學(xué)進(jìn)展. 2016(05)
[2]石墨烯的制備及應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 陳瑩瑩,宓一鳴,阮勤超,阮曉棟,金言宜. 硅酸鹽通報(bào). 2015(03)
[3]海洋工程結(jié)構(gòu)與船舶的腐蝕防護(hù)——現(xiàn)狀與趨勢[J]. 韓恩厚,陳建敏,宿彥京,劉敏. 中國材料進(jìn)展. 2014(02)
[4]SiO2-有機(jī)硅共聚物改性的環(huán)氧樹脂E-44及其富鋅涂料的性能[J]. 袁林,管從勝,張金昌,孫恒. 材料保護(hù). 2012(03)
[5]金屬腐蝕防護(hù)有機(jī)涂料的研究進(jìn)展[J]. 邊潔,王威強(qiáng),管從勝. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2003(05)
碩士論文
[1]新型納米復(fù)合海洋防腐防污涂料的制備及性能研究[D]. 岳鑫.天津大學(xué) 2014
本文編號:3149624
【文章來源】:青島科技大學(xué)山東省
【文章頁數(shù)】:75 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
abstract
第一章 前言
1.1 海洋金屬的腐蝕與防護(hù)
1.1.1 海洋腐蝕概況
1.1.2 海洋金屬腐蝕與防護(hù)
1.2 石墨烯
1.2.1 石墨烯簡介
1.2.2 薄層石墨烯的制備方法
1.2.2.1 微機(jī)械剝離法
1.2.2.2 液相剝離法
1.2.2.3 還原氧化石墨烯法
1.2.2.4 化學(xué)氣相沉積法(CVD)
1.2.2.5 外延生長法
1.3 石墨烯的應(yīng)用
1.3.1 電化學(xué)傳感器
1.3.2 鋰電池
1.3.3 超級電容器
1.3.4 防腐領(lǐng)域
1.3.4.1 金屬基底直接生長
1.3.4.2 環(huán)氧樹脂復(fù)合涂層
1.3.4.3 聚氨酯復(fù)合涂層
1.3.4.4 其他涂層
1.4 本課題的目的與研究意義
第二章 高穩(wěn)定3,4,9,10-苝四羧酸功能化石墨烯增強(qiáng)環(huán)氧樹脂涂層的耐蝕性
2.1 實(shí)驗(yàn)部分
2.1.1 儀器與試劑
2.1.2 3 ,4,9,10-苝四羧酸的制備
2.1.3 PTCA-G復(fù)合物的制備
2.1.4 腐蝕保護(hù)涂層的制備
2.1.5 電化學(xué)測試
2.2 結(jié)果與討論
2.2.1 石墨烯、3,4,9,10-苝四羧酸和PTCA-G復(fù)合物的傅里葉紅外光譜
2.2.2 石墨烯和PTCA-G復(fù)合物的形貌表征
2.2.3 環(huán)氧樹脂腐蝕保護(hù)涂層的電化學(xué)測試
2.2.3.1 Q235鋼、EP、PTCA/EP、G/EP、PTCA-G/EP涂層的電化學(xué)測試
2.2.3.2 含有不同體積比的PTCA-G/EP涂層的電化學(xué)測試
2.2.4 等效電路
2.2.5 不同環(huán)氧樹脂涂層的腐蝕防護(hù)機(jī)理
2.2.6 腐蝕測試的光學(xué)表面圖像
2.3 本章小結(jié)
第三章 基于高分散薄層還原氧化石墨烯/膽酸鈉復(fù)合材料所制備的環(huán)氧樹脂涂層的防腐性能
3.1 實(shí)驗(yàn)部分
3.1.1 儀器與試劑
3.1.2 氧化石墨烯的制備
3.1.3 MRGO的制備
3.1.4 耐蝕性涂層的制備
3.1.5 電化學(xué)檢測
3.2 結(jié)果與討論
3.2.1 物質(zhì)的形貌表征
3.2.2 還原氧化石墨烯、MRGO復(fù)合材料的分散性表征
3.2.3 材料的傅里葉紅外光譜表征
3.2.4 不同材料的X射線衍射表征
3.2.5 不同涂層的電化學(xué)測試結(jié)果分析
3.2.5.1 裸露基質(zhì)、環(huán)氧樹脂涂層、RGO/EP涂層、MRGO/EP涂層的電化學(xué)測試
3.2.5.2 不同質(zhì)量比的MRGO/EP涂層的電化學(xué)測試
3.2.6 不同涂層的等效電路
3.2.7 環(huán)氧樹脂涂層與MRGO/EP涂層的防腐原理
3.3 本章小結(jié)
結(jié)論
參考文獻(xiàn)
致謝
攻讀學(xué)位期間發(fā)表的論文目錄
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯用于金屬腐蝕防護(hù)的研究[J]. 顧林,丁紀(jì)恒,余海斌. 化學(xué)進(jìn)展. 2016(05)
[2]石墨烯的制備及應(yīng)用的研究進(jìn)展[J]. 陳瑩瑩,宓一鳴,阮勤超,阮曉棟,金言宜. 硅酸鹽通報(bào). 2015(03)
[3]海洋工程結(jié)構(gòu)與船舶的腐蝕防護(hù)——現(xiàn)狀與趨勢[J]. 韓恩厚,陳建敏,宿彥京,劉敏. 中國材料進(jìn)展. 2014(02)
[4]SiO2-有機(jī)硅共聚物改性的環(huán)氧樹脂E-44及其富鋅涂料的性能[J]. 袁林,管從勝,張金昌,孫恒. 材料保護(hù). 2012(03)
[5]金屬腐蝕防護(hù)有機(jī)涂料的研究進(jìn)展[J]. 邊潔,王威強(qiáng),管從勝. 材料科學(xué)與工程學(xué)報(bào). 2003(05)
碩士論文
[1]新型納米復(fù)合海洋防腐防污涂料的制備及性能研究[D]. 岳鑫.天津大學(xué) 2014
本文編號:3149624
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