羥基化石墨烯復(fù)合材料的制備及性能研究
發(fā)布時間:2022-12-10 01:18
石墨烯(Graphene)是一種由碳原子以sp2雜化軌道組成的二維碳納米材料,是目前已發(fā)現(xiàn)的最薄、力學(xué)強(qiáng)度最大、導(dǎo)電導(dǎo)熱性能最強(qiáng)的一種新型納米材料,也是未來最有前景的先進(jìn)材料之一。通過加入一定量的石墨烯和其他材料構(gòu)成新型的復(fù)合材料,有望能充分發(fā)揮石墨烯的優(yōu)異性能,極大地拓展石墨烯的應(yīng)用。羥基化石墨烯(G-OH)是通過芬頓試劑氧化處理而得到的一種功能化石墨烯。羥基化石墨烯的主要特點有:電阻率顯著提高,羥基化后從1.75×10-6 Ω·cm上升到7.52Ω·cm;片層結(jié)構(gòu)完整,氧化處理后,完整保留了石墨烯的結(jié)構(gòu)。根據(jù)羥基化石墨烯優(yōu)異的性能,本論文將其應(yīng)用于防腐涂料、環(huán)氧導(dǎo)熱灌封膠和金屬催化劑負(fù)載等方面,進(jìn)行了以下研究工作。將石墨烯沉積銅箔樣品進(jìn)行羥基化處理,得到羥基化石墨烯銅箔樣品。將石墨烯進(jìn)行羥基化處理用于防腐材料具有良好的性能,這種方法可以避免因石墨烯良好的導(dǎo)電性而加速樣品腐蝕,同時也能保留石墨烯完整結(jié)構(gòu),形成良好的阻隔,進(jìn)一步增強(qiáng)防腐效果。環(huán)氧涂料是一種常見的防腐涂料,其耐鹽霧效果一般只有400h。將羥基化石墨烯加入環(huán)氧防腐涂料中,成功的合成了能夠耐鹽霧2000h左右的防腐涂料。該涂...
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 石墨烯
1.1.1 石墨烯的性質(zhì)
1.1.2 石墨烯的合成
1.1.3 石墨烯的應(yīng)用
1.2 石墨烯防腐涂料研究現(xiàn)狀
1.2.1 金屬腐蝕及防護(hù)
1.2.2 石墨烯防腐原理
1.2.3 石墨烯薄膜防腐涂料
1.3 石墨烯環(huán)氧樹脂重防腐涂料的研究現(xiàn)狀
1.3.1 水性環(huán)氧樹脂簡介
1.3.2 石墨烯水性環(huán)氧樹脂
1.4 石墨烯環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠
1.4.1 導(dǎo)熱填料
1.4.2 石墨烯導(dǎo)熱膠黏劑研究進(jìn)展
1.5 石墨烯負(fù)載貴金屬催化劑的研究現(xiàn)狀
1.5.1 催化劑
1.5.2 石墨烯金屬催化劑
1.6 本課題的研究內(nèi)容及研究意義
1.6.1 研究意義
1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 羥基化石墨烯膜耐腐蝕性能
2.1 實驗部分
2.1.1 實驗藥品與儀器
2.1.2 CVD法合成石墨烯沉積銅箔
2.1.3 石墨烯沉積銅箔的羥基化處理
2.1.4 鹽霧加速腐蝕實驗
2.2 材料表征手段
2.2.1 熱重分析(TG)
2.2.2 X射線光電子能譜分析(XPS)
2.2.3 鹽霧加速腐蝕實驗
2.2.4 電化學(xué)工作站
2.2.5 電阻率測試
2.2.6 顯微鏡測試
2.3 材料表征結(jié)果
2.3.1 XPS分析
2.3.2 循環(huán)伏安曲線測試
2.3.3 塔菲爾分析
2.3.4 電阻測試
2.4 耐強(qiáng)氧化化學(xué)腐蝕性能
2.5 耐鹽霧腐蝕試驗
2.5.1 裸銅腐蝕試驗
2.5.2 羥基化石墨烯沉積銅箔耐腐蝕
2.6 小結(jié)
第三章 羥基化石墨烯/環(huán)氧防腐涂料性能
3.1 實驗部分
3.1.1 實驗藥品與儀器
3.1.2 羥基化石墨烯(G-OH)的合成
3.1.3 功能化石墨烯環(huán)氧防腐涂料的合成
3.1.4 常見水性環(huán)氧防腐涂料的制備
3.1.5 鹽霧加速腐蝕實驗
3.2 材料性能表征方法
3.2.1 涂層厚度檢測
3.2.2 涂層硬度測試
3.2.3 漆膜的耐鹽水測定
3.2.4 涂層附著力測試
3.3 材料表征結(jié)果
3.3.1 涂層形貌分析
3.3.2 涂層厚度檢測
3.3.3 涂層硬度測試
3.3.5 涂層耐鹽水性能測試
3.3.6 涂層附著力測試
3.4 鹽霧加速腐蝕實驗
3.4.1 涂料樣品
3.4.2 涂層樣品腐蝕前期
3.4.3 涂層樣品腐蝕后期
3.5 小結(jié)
第四章 改性石墨烯環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠
4.1 實驗部分
4.1.1 實驗藥品與儀器
4.1.2 石墨烯環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠
4.1.3 羥基化石墨烯環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠
4.1.4 石墨烯微片環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠
4.2 表征手段
4.2.1 黏度測試
4.2.2 密度測試
4.2.3 電阻測試
4.2.4 硬度測試
4.2.5 導(dǎo)熱性能測試
4.3 表征結(jié)果
4.3.1 石墨烯環(huán)氧導(dǎo)熱膠測試
4.3.2 羥基化石墨烯環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠測試
4.3.3 石墨烯微片環(huán)氧樹脂測試
4.4 小結(jié)
第五章 功能化石墨烯負(fù)載鈀銥(Pd/Ir)催化劑的合成及催化性能
5.1 實驗部分
5.1.1 實驗藥品與儀器
5.1.2 氧化石墨烯(GO)的合成
5.1.3 羥基化石墨烯(G-OH)的合成
5.1.4 還原氧化石墨烯(RGO)的合成
5.1.5 功能化石墨烯對芳香族化合物吸附性能研究
5.1.6 功能化石墨烯負(fù)載雙金屬(Pd/Ir)催化劑的合成
5.1.7 功能化石墨烯負(fù)載雙金屬(Pd/Ir)催化劑的催化性能
5.2 材料表征分析方法
5.2.1 X-射線衍射(XRD)
5.2.2 透射電鏡(TEM)
5.2.3 熱重分析(TG)
5.2.4 X射線光電子能譜(XPS)
5.3 功能化石墨烯表征分析結(jié)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實驗
5.4.1 對硝基苯的吸附
5.4.2 對苯胺的吸附
5.5 功能化石墨烯負(fù)載雙金屬Pd-Ir的催化性能
5.5.1 功能化石墨烯負(fù)載金屬Pd-Ir
5.5.2 雙金屬(Pd-Ir)催化劑的催化性能
5.6 小結(jié)
第六章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
碩士期間研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯在防腐涂料中的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 遲鈞瀚,陳珊,陳曉飛,周東,李國明. 裝備環(huán)境工程. 2018(05)
[2]防腐蝕涂料發(fā)展現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 孔凡厚,張雷,羅智明,胥維昌,張磊. 涂料技術(shù)與文摘. 2017(06)
[3]鎢酸鉍擔(dān)載鈀納米粒子光催化甲苯及其衍生物到醛的氧化反應(yīng)(英文)[J]. 袁博,張寶,王志亮,盧勝梅,李軍,劉龑,李燦. 催化學(xué)報. 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]催化劑的分類及應(yīng)用[J]. 劉琪夢,苗雨杭,王夢穎. 輕工科技. 2015(04)
[6]石墨烯載Pt納米粒子的原位還原制備及氧還原電催化性能[J]. 何衛(wèi),鄒亮亮,周毅,盧向軍,李媛,張校剛,楊輝. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報. 2012(01)
[7]石墨烯負(fù)載Pt催化劑的制備及催化氧還原性能[J]. 李云霞,魏子棟,趙巧玲,丁煒,張騫,陳四國. 物理化學(xué)學(xué)報. 2011(04)
[8]環(huán)氧樹脂基導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 李冰,張曉偉. 中國膠粘劑. 2008(01)
[9]微米級銅銀雙金屬粉的制備及其抗氧化性能研究[J]. 曹曉國,張海燕,黃惠平. 材料導(dǎo)報. 2006(10)
博士論文
[1]貴金屬原子精度的可控合成及其催化應(yīng)用[D]. 葛婧捷.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
碩士論文
[1]石墨烯改性水性環(huán)氧防腐涂料的制備與性能[D]. 王婷.濟(jì)南大學(xué) 2018
[2]水性環(huán)氧重防腐涂料的研制[D]. 賈明岳.山東大學(xué) 2016
本文編號:3715764
【文章頁數(shù)】:91 頁
【學(xué)位級別】:碩士
【文章目錄】:
摘要
Abstract
第一章 緒論
1.1 石墨烯
1.1.1 石墨烯的性質(zhì)
1.1.2 石墨烯的合成
1.1.3 石墨烯的應(yīng)用
1.2 石墨烯防腐涂料研究現(xiàn)狀
1.2.1 金屬腐蝕及防護(hù)
1.2.2 石墨烯防腐原理
1.2.3 石墨烯薄膜防腐涂料
1.3 石墨烯環(huán)氧樹脂重防腐涂料的研究現(xiàn)狀
1.3.1 水性環(huán)氧樹脂簡介
1.3.2 石墨烯水性環(huán)氧樹脂
1.4 石墨烯環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠
1.4.1 導(dǎo)熱填料
1.4.2 石墨烯導(dǎo)熱膠黏劑研究進(jìn)展
1.5 石墨烯負(fù)載貴金屬催化劑的研究現(xiàn)狀
1.5.1 催化劑
1.5.2 石墨烯金屬催化劑
1.6 本課題的研究內(nèi)容及研究意義
1.6.1 研究意義
1.6.2 研究內(nèi)容
第二章 羥基化石墨烯膜耐腐蝕性能
2.1 實驗部分
2.1.1 實驗藥品與儀器
2.1.2 CVD法合成石墨烯沉積銅箔
2.1.3 石墨烯沉積銅箔的羥基化處理
2.1.4 鹽霧加速腐蝕實驗
2.2 材料表征手段
2.2.1 熱重分析(TG)
2.2.2 X射線光電子能譜分析(XPS)
2.2.3 鹽霧加速腐蝕實驗
2.2.4 電化學(xué)工作站
2.2.5 電阻率測試
2.2.6 顯微鏡測試
2.3 材料表征結(jié)果
2.3.1 XPS分析
2.3.2 循環(huán)伏安曲線測試
2.3.3 塔菲爾分析
2.3.4 電阻測試
2.4 耐強(qiáng)氧化化學(xué)腐蝕性能
2.5 耐鹽霧腐蝕試驗
2.5.1 裸銅腐蝕試驗
2.5.2 羥基化石墨烯沉積銅箔耐腐蝕
2.6 小結(jié)
第三章 羥基化石墨烯/環(huán)氧防腐涂料性能
3.1 實驗部分
3.1.1 實驗藥品與儀器
3.1.2 羥基化石墨烯(G-OH)的合成
3.1.3 功能化石墨烯環(huán)氧防腐涂料的合成
3.1.4 常見水性環(huán)氧防腐涂料的制備
3.1.5 鹽霧加速腐蝕實驗
3.2 材料性能表征方法
3.2.1 涂層厚度檢測
3.2.2 涂層硬度測試
3.2.3 漆膜的耐鹽水測定
3.2.4 涂層附著力測試
3.3 材料表征結(jié)果
3.3.1 涂層形貌分析
3.3.2 涂層厚度檢測
3.3.3 涂層硬度測試
3.3.5 涂層耐鹽水性能測試
3.3.6 涂層附著力測試
3.4 鹽霧加速腐蝕實驗
3.4.1 涂料樣品
3.4.2 涂層樣品腐蝕前期
3.4.3 涂層樣品腐蝕后期
3.5 小結(jié)
第四章 改性石墨烯環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠
4.1 實驗部分
4.1.1 實驗藥品與儀器
4.1.2 石墨烯環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠
4.1.3 羥基化石墨烯環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠
4.1.4 石墨烯微片環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠
4.2 表征手段
4.2.1 黏度測試
4.2.2 密度測試
4.2.3 電阻測試
4.2.4 硬度測試
4.2.5 導(dǎo)熱性能測試
4.3 表征結(jié)果
4.3.1 石墨烯環(huán)氧導(dǎo)熱膠測試
4.3.2 羥基化石墨烯環(huán)氧樹脂導(dǎo)熱膠測試
4.3.3 石墨烯微片環(huán)氧樹脂測試
4.4 小結(jié)
第五章 功能化石墨烯負(fù)載鈀銥(Pd/Ir)催化劑的合成及催化性能
5.1 實驗部分
5.1.1 實驗藥品與儀器
5.1.2 氧化石墨烯(GO)的合成
5.1.3 羥基化石墨烯(G-OH)的合成
5.1.4 還原氧化石墨烯(RGO)的合成
5.1.5 功能化石墨烯對芳香族化合物吸附性能研究
5.1.6 功能化石墨烯負(fù)載雙金屬(Pd/Ir)催化劑的合成
5.1.7 功能化石墨烯負(fù)載雙金屬(Pd/Ir)催化劑的催化性能
5.2 材料表征分析方法
5.2.1 X-射線衍射(XRD)
5.2.2 透射電鏡(TEM)
5.2.3 熱重分析(TG)
5.2.4 X射線光電子能譜(XPS)
5.3 功能化石墨烯表征分析結(jié)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實驗
5.4.1 對硝基苯的吸附
5.4.2 對苯胺的吸附
5.5 功能化石墨烯負(fù)載雙金屬Pd-Ir的催化性能
5.5.1 功能化石墨烯負(fù)載金屬Pd-Ir
5.5.2 雙金屬(Pd-Ir)催化劑的催化性能
5.6 小結(jié)
第六章 總結(jié)
參考文獻(xiàn)
碩士期間研究成果
致謝
【參考文獻(xiàn)】:
期刊論文
[1]石墨烯在防腐涂料中的研究進(jìn)展及應(yīng)用[J]. 遲鈞瀚,陳珊,陳曉飛,周東,李國明. 裝備環(huán)境工程. 2018(05)
[2]防腐蝕涂料發(fā)展現(xiàn)狀及進(jìn)展[J]. 孔凡厚,張雷,羅智明,胥維昌,張磊. 涂料技術(shù)與文摘. 2017(06)
[3]鎢酸鉍擔(dān)載鈀納米粒子光催化甲苯及其衍生物到醛的氧化反應(yīng)(英文)[J]. 袁博,張寶,王志亮,盧勝梅,李軍,劉龑,李燦. 催化學(xué)報. 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]催化劑的分類及應(yīng)用[J]. 劉琪夢,苗雨杭,王夢穎. 輕工科技. 2015(04)
[6]石墨烯載Pt納米粒子的原位還原制備及氧還原電催化性能[J]. 何衛(wèi),鄒亮亮,周毅,盧向軍,李媛,張校剛,楊輝. 高等學(xué);瘜W(xué)學(xué)報. 2012(01)
[7]石墨烯負(fù)載Pt催化劑的制備及催化氧還原性能[J]. 李云霞,魏子棟,趙巧玲,丁煒,張騫,陳四國. 物理化學(xué)學(xué)報. 2011(04)
[8]環(huán)氧樹脂基導(dǎo)熱復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 李冰,張曉偉. 中國膠粘劑. 2008(01)
[9]微米級銅銀雙金屬粉的制備及其抗氧化性能研究[J]. 曹曉國,張海燕,黃惠平. 材料導(dǎo)報. 2006(10)
博士論文
[1]貴金屬原子精度的可控合成及其催化應(yīng)用[D]. 葛婧捷.中國科學(xué)技術(shù)大學(xué) 2018
碩士論文
[1]石墨烯改性水性環(huán)氧防腐涂料的制備與性能[D]. 王婷.濟(jì)南大學(xué) 2018
[2]水性環(huán)氧重防腐涂料的研制[D]. 賈明岳.山東大學(xué) 2016
本文編號:3715764
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