海洋腐蝕是一種緩慢的化學(xué)過程,是一種自然現(xiàn)象。金屬材料與氧和水相互作用,導(dǎo)致它們自身的低效和破壞。由于海水侵蝕,船和廠房設(shè)備受損,日常生活和生產(chǎn)遭受嚴(yán)重?fù)p失。現(xiàn)階段防止海洋腐蝕的方法主要是是在金屬表面涂上有機保護膜,避免金屬與環(huán)境中的腐蝕性介質(zhì)直接接觸,降低金屬在環(huán)境中的風(fēng)險和金屬的化學(xué)或電化學(xué)反應(yīng)。然而,許多傳統(tǒng)防腐材料不僅消耗了大量的不可再生能源,而且對社會經(jīng)濟的可持續(xù)發(fā)展產(chǎn)生了嚴(yán)重的不利影響。因此,在海洋防腐領(lǐng)域,對環(huán)境無害、屏蔽性能好的材料的研究是一個熱點問題。本論文利用密度泛函理論對石墨烯在海洋環(huán)境下的抗氧化腐蝕進行了模擬計算,利用VASP軟件,明確了O在石墨烯和缺陷石墨烯上的吸附和擴散機理,以及在海洋等含氯環(huán)境下對O的吸附和擴散的影響,通過差分電荷密度、態(tài)密度、能帶結(jié)構(gòu)、擴散能量勢壘等一系列理論分析手段,提出氟化石墨烯和非金屬元素?fù)诫s的空位缺陷石墨烯能夠有效抑制氧的擴散,從而提升石墨烯的抗氧化腐蝕性能。本論文從以下幾個方面進行闡述:1、模擬計算了O在本征石墨烯上和空位缺陷石墨烯的吸附和擴散,并添加了Cl原子的吸附以模擬海洋環(huán)境下對O的吸附和擴散就的影響,相比于沒有Cl的情況... 

【文章頁數(shù)】：65 頁

【學(xué)位級別】：碩士

【文章目錄】：
摘要
ABSRTACT
第一章 緒論
    1.0 引言
    1.1 海洋腐蝕與防護
    1.2 石墨烯的概述
    1.3 石墨烯防腐研究進展
    1.4 石墨烯防腐存在的問題
    1.5 論文的研究意義與研究內(nèi)容
        1.5.1 論文的研究意義
        1.5.2 論文的研究內(nèi)容
第二章 理論基礎(chǔ)
    2.1 引言
    2.2 第一性原理介紹
    2.3 密度泛函理論介紹
        2.3.1 局域密度近似
        2.3.2 廣義梯度近似
        2.3.3 Kohn-Sham方程
        2.3.4 自洽總能量和弛豫計算
    2.4 CI-NEB模型
    2.5 VASP計算軟件包
第三章 海水環(huán)境中氯對石墨烯的抗氧化行為的影響
    3.1 前言
    3.2 計算方法
    3.3 結(jié)果和討論
        3.3.1 氧和氯在石墨烯上的吸附行為
        3.3.2 含氯情況下氧在石墨烯上的吸附行為
        3.3.3 含氯情況下氧在石墨烯上的擴散行為
    3.4 本章小結(jié)
第四章 海水環(huán)境中氟功能化石墨烯的抗氧化行為
    4.1 前言
    4.2 計算方法
    4.3 結(jié)果和討論
        4.3.1 氧和氯在氟化石墨烯上的吸附結(jié)構(gòu)和吸附能
        4.3.2 氧和氯在氟化石墨烯上的電子結(jié)構(gòu)
        4.3.3 氧在含氯的氟化石墨烯上的動力學(xué)行為
    4.4 本章小結(jié)
第五章 海水環(huán)境中非金屬元素?fù)诫s空位石墨烯的抗氧化行為
    5.1 前言
    5.2 計算方法
    5.3 結(jié)果與討論
        5.3.1 非金屬元素?fù)诫s空位缺陷石墨烯的電子結(jié)構(gòu)
        5.3.2 非金屬元素?fù)诫s空位缺陷石墨烯對氧的吸附
        5.3.3 非金屬元素?fù)诫s空位缺陷石墨烯上氧的擴散勢壘
    5.4 本章小結(jié)
第六章 結(jié)論
    6.1 主要結(jié)論
    6.2 主要創(chuàng)新點
    6.3 研究展望
參考文獻
致謝
攻讀學(xué)位期間的研究成果


【參考文獻】：
期刊論文
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博士論文
[1]海水環(huán)境中帶銹碳鋼腐蝕電化學(xué)行為及相關(guān)參數(shù)的研究[D]. 彭欣.中國海洋大學(xué) 2013
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本文編號：3677385