將高溫?zé)徇�原氧化石墨烯（TRGO）作為二維納米填料添加到聚酰亞胺（PI）聚合物基質(zhì)中,制備了不同質(zhì)量分?jǐn)?shù)的TRGO/PI納米復(fù)合耐蝕涂層,采用交流阻抗譜和動(dòng)電位極化曲線評(píng)估了涂層在模擬海水（3.5wt%Na Cl溶液）中的電化學(xué)腐蝕行為。結(jié)果表明:與純PI涂層相比,添加TRGO可以顯著提高涂層的電阻和腐蝕防護(hù)效率;當(dāng)TRGO的添加量為0.3wt%時(shí),對(duì)涂層耐蝕性能的增強(qiáng)效果最好,最大涂層電阻為1.3176×10⁶?,最高腐蝕防護(hù)效率可達(dá)到99.65%,其防蝕增益與片層結(jié)構(gòu)TRGO的物理阻隔性能有關(guān)。 

【文章來源】：無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2017,32(12)北大核心

【文章頁數(shù)】：7 頁

【部分圖文】：

GO納米片的(a)TEM和(b-c)AFM照片

1260無機(jī)材料學(xué)報(bào)第32卷圖2氧化石墨烯和高溫還原氧化石墨烯的(a)XRD圖譜和(b)拉曼光譜圖Fig.2XRDpatterns(a)andRamanspectra(b)ofGOandthermalreducedgrapheneoxide(TRGO)圖3不同濃度的TRGO分散液的照片F(xiàn)ig.3PicturesofTRGOdispersionswithvaryingconcentrations(a)0.17mg/mL;(b)0.33mg/mL;(c)0.50mg/mL;(d)0.66mg/mL;(e)0.83mg/mL圖4(a,b)純PI涂層和(c,d)TRGO0.1/PI復(fù)合涂層的SEM斷面照片F(xiàn)ig.4SEMmicrographsoffracturedsurfacesof(a,b)neatPIand(c,d)TRGO0.1/PIcoatings的SEM斷面形貌,可以看出兩種涂層均為1.3μm，且厚度分布均勻,說明實(shí)驗(yàn)采用的旋涂工藝可以較好地保證成膜的均勻性,并且通過調(diào)節(jié)旋涂工藝參數(shù)可以改變成膜的厚度。2.2.2電化學(xué)交流阻抗譜測(cè)試圖5為不同涂層在3.5wt%氯化鈉溶液中浸泡6h后測(cè)得的Bode相位角圖、Bode模值圖和復(fù)平面圖。從圖5(a)中可以看出,純PI涂層和各個(gè)復(fù)合涂層的Bode相位角圖上都只出現(xiàn)一個(gè)波峰,這個(gè)位于較高頻率處波峰的存在反映出有機(jī)涂層中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕反應(yīng),而膜下腐蝕反應(yīng)還并未發(fā)生[23]。研究者發(fā)現(xiàn),隨著涂層逐漸地被腐蝕介質(zhì)損壞,Bode相位角圖在較低頻率處也會(huì)出現(xiàn)波峰,這一波峰的出現(xiàn)則顯示出在有機(jī)涂層/金屬界面處發(fā)生的化學(xué)腐蝕反應(yīng),稱為膜下腐蝕[24-25]。一般來說,如果涂層在盡可能寬的頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)出電容的行為,說明涂層的腐蝕防護(hù)效果越好[26]。從圖5(a)中可以看出,304SS涂覆TRGO/PI復(fù)合涂層后在較寬的頻率范圍顯示出電容行為。此外,這六種涂層樣品在高頻處的波峰所對(duì)應(yīng)的相位角先逐漸增大,在TRGO濃度為0.3wt%時(shí)達(dá)到最大值67.53,接著相位角就逐漸減少。圖5(b)中頻率在0.1Hz處對(duì)應(yīng)的Bode模值也呈現(xiàn)出相同的趨勢(shì),頻率在0.1Hz處時(shí)對(duì)應(yīng)阻抗模值的大小,可

1260無機(jī)材料學(xué)報(bào)第32卷圖2氧化石墨烯和高溫還原氧化石墨烯的(a)XRD圖譜和(b)拉曼光譜圖Fig.2XRDpatterns(a)andRamanspectra(b)ofGOandthermalreducedgrapheneoxide(TRGO)圖3不同濃度的TRGO分散液的照片F(xiàn)ig.3PicturesofTRGOdispersionswithvaryingconcentrations(a)0.17mg/mL;(b)0.33mg/mL;(c)0.50mg/mL;(d)0.66mg/mL;(e)0.83mg/mL圖4(a,b)純PI涂層和(c,d)TRGO0.1/PI復(fù)合涂層的SEM斷面照片F(xiàn)ig.4SEMmicrographsoffracturedsurfacesof(a,b)neatPIand(c,d)TRGO0.1/PIcoatings的SEM斷面形貌,可以看出兩種涂層均為1.3μm，且厚度分布均勻,說明實(shí)驗(yàn)采用的旋涂工藝可以較好地保證成膜的均勻性,并且通過調(diào)節(jié)旋涂工藝參數(shù)可以改變成膜的厚度。2.2.2電化學(xué)交流阻抗譜測(cè)試圖5為不同涂層在3.5wt%氯化鈉溶液中浸泡6h后測(cè)得的Bode相位角圖、Bode模值圖和復(fù)平面圖。從圖5(a)中可以看出,純PI涂層和各個(gè)復(fù)合涂層的Bode相位角圖上都只出現(xiàn)一個(gè)波峰,這個(gè)位于較高頻率處波峰的存在反映出有機(jī)涂層中發(fā)生了電化學(xué)腐蝕反應(yīng),而膜下腐蝕反應(yīng)還并未發(fā)生[23]。研究者發(fā)現(xiàn),隨著涂層逐漸地被腐蝕介質(zhì)損壞,Bode相位角圖在較低頻率處也會(huì)出現(xiàn)波峰,這一波峰的出現(xiàn)則顯示出在有機(jī)涂層/金屬界面處發(fā)生的化學(xué)腐蝕反應(yīng),稱為膜下腐蝕[24-25]。一般來說,如果涂層在盡可能寬的頻率范圍內(nèi)表現(xiàn)出電容的行為,說明涂層的腐蝕防護(hù)效果越好[26]。從圖5(a)中可以看出,304SS涂覆TRGO/PI復(fù)合涂層后在較寬的頻率范圍顯示出電容行為。此外,這六種涂層樣品在高頻處的波峰所對(duì)應(yīng)的相位角先逐漸增大,在TRGO濃度為0.3wt%時(shí)達(dá)到最大值67.53,接著相位角就逐漸減少。圖5(b)中頻率在0.1Hz處對(duì)應(yīng)的Bode模值也呈現(xiàn)出相同的趨勢(shì),頻率在0.1Hz處時(shí)對(duì)應(yīng)阻抗模值的大小,可

【參考文獻(xiàn)】：
期刊論文
[1]石墨烯復(fù)合材料的研究進(jìn)展[J]. 匡達(dá),胡文彬.  無機(jī)材料學(xué)報(bào). 2013(03)



本文編號(hào)：3070042