有機涂料可以在被防護物表面形成一層牢固完整致密的膜,可有效隔絕基體材料表面與外界腐蝕環(huán)境,從而防止材料腐蝕。在現(xiàn)代工業(yè)社會中有機涂料的發(fā)展趨勢是水性化和多功能化,要求涂料除了低有機排放外,還需要兼顧多種功能特性,例如抗腐蝕、抗靜電和電磁屏蔽等功能。本課題將高阻隔、高導的石墨烯材料復合在水性環(huán)氧涂料中提升其抗?jié)B性、耐蝕性和導電性,得到相應的水性功能復合涂料。本文首先用石墨粉制得氧化石墨烯（GO）,以此為基礎,采用一種水熱結(jié)合煅燒的新型綠色制備方法在還原氧化石墨烯（rGO）上修飾氧化鈰納米晶,得到稀土 Ce改性的rGO粉體（CeO2@rGO）。然后分別以GO和CeO2@rGO這兩種石墨烯類材料作為增強填料,制備出了應于混凝土抗?jié)B的氧化石墨烯增強水性環(huán)氧復合涂料（GO/EP）和基于金屬基材的稀土改性石墨烯/環(huán)氧復合導電涂料（CeO2@rGO/EP）,并將這兩種涂料涂覆在對應的基材上。研究了配比劑量和煅燒溫度對稀土 Ce改性石墨烯（CeO2@rGO）結(jié)構(gòu)形貌的影響以及石墨烯填料添加量對復合涂層顯微組織、抗氯離子滲透性能、耐蝕性能和導電性能的影響。研究結(jié)果表明:1.以Hummers法制備的氧化石... 

【文章來源】：西安理工大學陜西省

【文章頁數(shù)】：78 頁

【學位級別】：碩士

【部分圖文】：

復合型導電涂料等效電路模型【27】Fig.1-1Equivalentcircuitmodelofcompositeconductivecoating

1.緒論5倍以上【31】。石墨烯的能帶結(jié)構(gòu)如圖1-2(b)所示，它的導帶和價帶在第一布里淵區(qū)的6個頂點（狄拉克點）處相互對稱。狄拉克點附近的電子有效質(zhì)量為0，費米速度接近光速（約為1/300）,且石墨烯中的電子可以完全隧穿，因此石墨烯室溫下的載流子遷移率非常驚人，有報道最高超過200000cm2/(V·s)【32】。石墨烯的化學結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且比表面積很大，可以有效阻隔水或氧氣分子的透過，在涂層中錯排能阻擋腐蝕介質(zhì)滲透形成物理間隔，只要少量添加石墨烯就可以起到有效地阻隔作用。這些特性使石墨烯在涂料領域有著廣泛地應用前景。圖1-2(a)石墨烯獨特的原子結(jié)構(gòu)是構(gòu)成其他石墨材料的基本單元[6],(b)石墨烯的能帶圖,導帶與價帶在狄拉克點對稱【28,32】Fig.1-2(a)Grapheneisa2Dbuildingmaterialforcarbonmaterialsofallotherdimensionalities(b)Theenergybanddiagramofgraphene,theconductionbandandthevalencebandaresymmetricattheDiracpoint1.2.2石墨烯制備方法石墨烯優(yōu)異的性能受到研究者們廣泛的關注，如何制備石墨烯也成了一個關鍵的課題。在過去的幾年里，對于石墨烯材料的制備方法已經(jīng)有了非常多深入地研究。總的來說，對石墨烯的制備手段可以分成兩大類，物理法和化學法。物理法有微機械剝離【33】、液相剝離【34】等方法；化學法有外延生長法【35】、化學氣相沉積法【36】、氧化-還原法【37,38】等。每種制備方法所得到的石墨烯具有不同的特性，從而可應用在不同的領域中。Raccichini【39】等在一篇綜述文章中很好地總結(jié)了每種方法的特點，其根據(jù)所生產(chǎn)石墨烯的品質(zhì)（質(zhì)量和純度）和工藝（可擴展性，成本和產(chǎn)率）評估了不同的石墨烯制備方法，結(jié)果如圖1-3所示。可以看出，每種方法得到的產(chǎn)品都具有不同的特性，因此，應基于石墨烯的應用，選擇

西安理工大學碩士學位論文6圖1-3常見石墨烯制備方法對比圖。每種方法均根據(jù)石墨烯質(zhì)量（G），成本方面（C；低值表示較高的生產(chǎn)成本），可擴展性（S），純度（P）和整個生產(chǎn)過程的產(chǎn)率（Y）進行了評估。Fig.1-3Schematicofthemostcommongrapheneproductionmethods.Eachmethodhasbeenevaluatedintermsofgraphenequality(G),costaspect(C;alowvaluecorrespondstohighcostofproduction),scalability(S),purity(P)andyield(Y)oftheoverallproductionprocess.1.3石墨烯的改性與組裝二維無缺陷的石墨烯具有非常好的性質(zhì)參數(shù)，但是石墨烯片具有非常高的表面能【40】,極易不可逆堆疊團聚成塊狀材料，失去其原有的性質(zhì)。且石墨烯穩(wěn)定的化學特性導致它與其他材料相容性差，這就造成石墨烯的相關應用研究有一定困難。所以當前研究的重點是提高石墨烯與其它物質(zhì)的相容性和其自身的分散性。通過改性處理在石墨烯表面引入特定的缺陷或活性基團，可以有效解決這一問題�，F(xiàn)有對石墨烯的改性的方式主要是共價鍵修飾、非共價鍵修飾和金屬化修飾等。1.3.1共價鍵修飾石墨烯的共價鍵修飾是目前研究最廣泛的改性方法，發(fā)生在石墨烯片層的邊緣或者表面位置。表面修飾與石墨烯結(jié)構(gòu)中一個或多個sp2雜化的碳原子重新雜化為sp3結(jié)構(gòu)有關，同時伴隨著重新排列的電子分布。氧化石墨烯(GO)是由石墨氧化超聲得到，可認為是最簡單的功能化石墨烯材料。由于氧化石墨烯(GO)中含有大量的羧基、羥基和環(huán)氧鍵等活性基團，通常以GO為前驅(qū)體與多種活性分子反應功能化。Stankovich【41】等將GO分散在DMF溶劑中，隨后加入異氰酸酯小分子，利用異氰酸酯上的–NCO基與GO片層上的活性羧基反應，得到了異氰酸酯修飾的石墨烯。該法得到的產(chǎn)物可以在DMF等多種極性溶劑中均勻分散，并且能長時間保持


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