电沉积石墨烯防腐涂层的研究进展

石墨烯材料的二维平面结构以及优异的抗渗性使其在防腐领域备受关注,电沉积法可以实现石墨烯片层在涂层中的有序排列,增强涂层对外界腐蚀性电解质的阻隔。简单介绍了电沉积法制备石墨烯涂层的原理,详细综述了近年来以电沉积法制备金属基石墨烯复合涂层和导电聚合物基石墨烯复合涂层的研究进展,分析了石墨烯改善在不同基质涂层的原理。最后,展望了石墨烯、金属和导电聚合物三元复合材料在防腐涂层中的应用,并且对两种复合涂层的优缺点进行了简单的总结。     

氮化硼纳米片在重防腐涂层中的应用进展

氮化硼纳米片也被称为“白色石墨烯”,是一种重要的纳米填料,具有优异的机械性、导热性、耐磨性、阻隔性、疏水性,同时也是一种新兴的性能优良的绝缘材料.被广泛应用于重防腐涂层、润滑剂、传感器等领域.基于氮化硼纳米片在金属腐蚀防护领域巨大的应用前景,本综述将从氮化硼纳米片的制备及表面官能化、氮化硼薄膜防护涂层、氮化硼纳米片/有机防护涂层、氮化硼纳米片-无机复合材料/有机防护涂层这四部分进行系统总结,重点围绕氮化硼纳米片在有机涂层中均匀分散能力以及金属腐蚀防护能力等方面等进行详细分析和介绍,同时对氮化硼纳米片基防腐涂料未来发展进行了展望.     

石墨烯用于金属腐蚀防护的研究

单层无缺陷石墨烯具有优异的屏蔽性能,能阻隔氧气、水分子等腐蚀因子到达金属基体表面,被认为是已知最薄的腐蚀防护涂层。基于石墨烯在金属腐蚀防护领域巨大的应用潜力,本文从石墨烯薄膜防护涂层、石墨烯/有机防护涂层以及石墨烯-导电高分子/有机防护涂层等方面进行系统总结,重点围绕石墨烯薄膜存在的问题以及石墨烯在有机涂层中均匀分散等进行详细分析和介绍,同时对石墨烯基防腐涂料的未来发展进行了展望。     

基于无机纳米材料的抗菌抗病毒功能涂层和薄膜

COVID-19在全球的大流行对人类的健康生活和社会的正常运行都造成了严重的危害. 阻断致病微生物通过受污染表面与人类间接接触传播, 或者避免与其直接接触是保护我们免受伤害的主要方法. 目前的解决措施包括设计开发抗菌抗病毒表面涂层和研发由自清洁薄膜或织物制成的个人防护设备. 综述了近年来几种研究广泛的金属、金属氧化物、金属有机框架材料等用于抗菌抗病毒涂层或薄膜的工作, 对其作用机制和微生物灭活效果进行了总结讨论, 并且评估了其本身的毒性以及实际应用的局限性, 最后就抗菌抗病毒涂层和薄膜开发的挑战和新兴研究方向提出了未来展望.     

基于聚苯胺微胶囊的双重自修复防腐涂层

将乳液模板法、光聚合法以及苯胺的界面聚合相结合制备了负载亚麻籽油的聚苯胺微胶囊,并将微胶囊与水性环氧树脂涂层相结合来构筑了具有优异光热转化能力的双重自修复防腐涂层.当涂层受损后,微胶囊中的自修复剂亚麻籽油释放出来,对涂层进行修复;在近红外光(NIR)的照射下,聚苯胺可以有效地吸收光能并将其转化为热能,使涂层的温度高于其玻璃化转变温度,涂层破损处实现愈合.聚苯胺微胶囊的加入不仅赋予涂层优异的自修复能力,而且大大增强了其防腐能力.涂层的表面形貌、电化学与盐雾测试结果表明,聚苯胺微胶囊添加量为10%的涂层在NIR照射3 s内,可以实现快速闭合,恢复了其阻隔性能.此外,在300 h的盐雾测试后,涂层未产生任何的腐蚀产物,而纯涂层可以明显看到腐蚀现象.这种双重自修复防腐涂层的超快响应时间和高愈合效率以及优异的防腐性能具有潜在的应用价值.     

改性聚苯胺及其衍生物涂层的防腐性能

导电聚合物作为一种新型高分子材料,由于具有可逆的氧化还原特性,在金属腐蚀防护领域具有潜在的应用前景。在众多的导电聚合物中,聚苯胺因其具有独特的抗点蚀、抗划伤和防止海洋生物附着等特殊性能,被广泛应用于金属材料、化学工业和航海航天等领域, 逐渐成为防腐涂料领域的研究热点。本文通过对单一聚苯胺涂层防腐性能不足的分析,系统总结了近年来改性聚苯胺涂层在金属腐蚀防护领域的研究进展,包括单一环取代聚苯胺涂层和N取代聚苯胺涂层、改性聚苯胺复合涂层和改性聚苯胺复合材料/树脂共混复合涂层;通过各种腐蚀测试手段比较了改性聚苯胺涂层与未改性聚苯胺涂层之间防腐性能的优劣,进一步证明了供电子取代基（如烷基、烷氧基和氨基等）能够提高聚苯胺涂层的防腐性能,复合改性或与树脂共混也能够提高聚苯胺及其衍生物涂层的防腐性能;同时展望了聚苯胺及其衍生物涂料未来发展的新趋势。     

聚苯胺在不同防腐应用体系中的应用研究进展

聚苯胺是一种具有导电性能的新型高分子材料,将其应用于防腐涂层中可以通过屏蔽和钝化成膜等作用有效延缓金属的腐蚀。本文分析了聚苯胺的性质及防腐机理,并重点介绍了聚苯胺在不同应用体系中防腐性能的表现。     

超级电容器用石墨烯薄膜：制备、基元结构及表面调控

石墨烯薄膜是一种以石墨烯纳米片为基元结构的宏观体,通过合理的结构设计和表面修饰使其具有优异的电学、力学和热学性能,将在电化学储能、电子器件、健康和环保等领域具有潜在的应用。本文主要综述了从石墨烯基元调控到二维宏观膜组装以及石墨烯薄膜在超级电容器应用中的研究进展。主要介绍了石墨烯薄膜的简易制备方法,并详细介绍了通过对石墨烯基元的结构调控和表面修饰来优化石墨烯薄膜电化学性能的两大策略,最后对石墨烯薄膜应用所面临的挑战和未来的发展进行了总结与展望。     

石墨烯/高分子复合薄膜的制备及应用

石墨烯是一种单原子厚度的二维碳纳米材料,具有优异的光、电、热和力学性能,以及巨大的比表面积.石墨烯与高分子之间能够通过共价或非共价作用(氢键、π-π作用、静电作用等)进行复合.这些相互作用既增加了石墨烯在高分子中的溶解性或分散性,也可以提高复合材料的性能或拓展其功能.目前常用的制备石墨烯高分子复合材料的方法有溶液混合、熔融共混和原位聚合等.该类复合材料可以通过蒸发溶剂、溶液涂覆、真空抽滤、层层自组装等途径加工成相应的复合膜.石墨烯高分子复合薄膜在制备高强度结构材料、超级电容器、光伏器件、锂离子电池负极材料以及传感器等方面具有重要的应用价值.本文综述了近年来石墨烯高分子复合薄膜的制备和应用方面的研究进展,并对该领域进行了展望.     

聚合物/石墨烯复合材料制备研究新进展及其产业化现状

对石墨烯及其聚合物基复合材料进行简单的介绍和分类,着重介绍了几种主要聚合物/石墨烯复合材的制备方法及其产业化应用研究情况,同时综述了聚合物/石墨烯复合材料最新的研究进展,评述了聚合物/石墨烯复合材料产业化状况及其发展过程中所面临的机遇与挑战.     

钴基耐蚀合金的分解

钴基耐蚀合金的溶解方法常见的有稀硝酸 (1+1)、ＨＣｌ+ＨＮＯ3=(5～ 10 ) +1或者于大量浓盐酸中分次滴加少量浓硝酸、Ｈ2 ＳＯ4 (1+9) +ＨＣｌ =5 +1、Ｈ3ＰＯ4 +ＨＣｌＯ4 =1+1并滴加数滴ＨＦ。但对约含碳3%、铬 30 %、Ｗ 18%、Ｓｉ 2 %、Ｍｎ≤ 1%和Ｆｅ≤ 2 %的钴基合金的分解上述方法均不适应。本文用不加水的硫磷混合酸并快速升温 ,浓硝酸破坏碳化物 ,方法可操作性强。操作步骤为 :称取试样 0 .1ｇ置于 15 0～ 2 5 0ｍｌ锥形瓶中 ,加硫酸 10ｍｌ ,磷酸收稿日期 :2 0 0 0 0 4 122 0ｍｌ ,于高温电炉上快速 (3～ 7ｍｉｎ)升温至冒浓Ｓ…     

聚苯胺水性涂料的制备及其防腐性能

将有机磷酸(乙二醇单甲醚磷酸酯和乙二醇单甲醚磷酸二酯混合物)（OP）掺杂得到的导电聚苯胺（PANI-OP）加入到水性环氧树脂（WER）中,制备了聚苯胺水性防腐涂料,并且研究了其防腐蚀性能和防腐蚀机理。 透射电子显微镜观察表明,导电聚苯胺质量分数为0.1%时,其粒径分布范围为50~100 nm。 电化学阻抗谱以及开路电压的变化表明,聚苯胺的存在显著提高了涂层的防腐效果。 金属基底光电子能谱结果表明,聚苯胺水性涂料良好的防腐性能缘于在金属表面生成了致密的氧化物膜以及掺杂剂离子与溶解金属生成了不溶性的盐。     

铝锌合金的微观结构及抗腐蚀行为研究

Electro-chemical experiment was carded out to test the corrosion rates of aluminium-zinc hot-dip coating. It is shown that 5.3% aluminium-zinc alloy （weight ratio） has superior anti-corrosion property. The determined microstructure has displayed amorphous structure composed of nanometer sized particle of the system. The analysis indicated large negative change of Gibbs energy of 5.3% aluminium-zinc system. Molecular dynamics simulation showed that 5.3% aluminium-zinc system has very different behavior from other systems. A phase transition of this particular system was observed from simulation. The transition temperature was determined around 400 K. The simulation indicated that 5.3% aluminium-zinc system is amorphous over temperature range from 300 to 900 K, supporting the inference from experiments that amorphous solid of aluminium-zinc alloy has special anti-corrosion character.     

掺杂态聚苯胺的性能及其防腐应用研究进展

聚苯胺具有良好的导电性和独特的掺杂-解掺杂特性,成为近年来备受关注的导电高分子材料,其特有的抗划伤、抗点蚀和钝化性能使其在金属防腐领域拥有巨大的应用前景。聚苯胺结构中苯环的存在,使得其分子链具有较大刚性,而分子间氢键又导致其难溶、难熔、可加工性能较差,严重制约了聚苯胺的应用。掺杂过程能有效改善聚苯胺的某些性能,或赋予其新的功能,扩展聚苯胺的应用。本文综述了聚苯胺的掺杂方式、掺杂机理、聚苯胺防腐材料的制备方法,以及其在金属防腐领域的应用,展望了聚苯胺的研究和应用前景。     

聚苯胺/聚吡咯-纳米二氧化硅复合薄膜的合成及防腐性能

采用循环伏安法(CV)在316不锈钢(316SS)表面聚合生成聚苯胺/聚吡咯-纳米二氧化硅(PAni/PPySiO_2)共聚复合薄膜.通过电化学工作站、傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线光电子能谱仪(XPS)和扫描电子显微镜(SEM)等考察了聚苯胺(PAni)、聚苯胺/聚吡咯(PAni/PPy)与PAni/PPy-SiO_2薄膜的电化学聚合过程、分子结构和特征形貌;在3.5%(质量分数)Na Cl水溶液中利用Tafel极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)分别考察了PAni,PAni/PPy与PAni/PPy-SiO_2薄膜对不锈钢的防腐性能.结果表明,通过电化学法可以在316不锈钢表面生成PAni/PPy-SiO_2共聚复合薄膜;相对于PAni薄膜与PAni/PPy薄膜,PAni/PPy-SiO_2薄膜有着更密实的表面结构,其对不锈钢的保护能力优于PAni/PPy薄膜和PAni薄膜,纳米SiO_2的掺杂通过加强膜层的机械屏蔽作用并抑制腐蚀反应过程中电荷的传递,提高了薄膜的防腐能力.     

苯胺共聚物/环氧共混体系防腐蚀行为的研究

以苯胺与邻甲氧基苯胺为单体,采用水溶液化学氧化聚合法合成了聚苯胺、苯胺共聚物及聚邻甲氧基苯胺,并对其性能与结构进行了测试、表征.实验表明:随着邻甲氧基苯胺含量的增加,聚合物的溶解性能有明显的改善,其氧化程度随之降低;以上三种聚合物均对马口铁表现出良好的防腐蚀性,其防腐蚀能力随氧化程度降低而降低;苯胺共聚物/环氧混合体系对马口铁也表现出优异的抗腐蚀性.     

Adsorption Activity and Molecular Dynamics Study on Anti-corrosion Mechanism of Q235 Steel

The correlation between inhibition efficiency and molecular structures of the inhibitor during hydrochloric acid corrosion of Q235 steel was studied by quantum chemical calculations and molecular dynamics(MD) simulation. The proton affinity(PA) calculations demonstrated that 2-(quinolin-2-yl)quinazolin-4(3H)-one inhibitor has the tendency to be protonated in hydrochloric acid, which was in good agreement with experimental observations. Besides, quantum chemical parameters revealed that the protonated corrosion inhibitor molecules were more easily adsorbed on Q235 steel surface and improved the corrosion resistance of steel. MD simulations were implemented to search for the adsorption behavior of this molecule on Fe (110) surface, which might be used as a convenient tool for estimating the interaction mechanism between inhibitor and iron surface.     

紫外光-热双固化聚苯胺防腐涂料

以酸性磷酸酯为掺杂剂对本征态聚苯胺(EB)进行掺杂,制备了可在聚氨酯和聚氨酯丙烯酸酯中进行纳米分散的导电聚苯胺(ES),其粒径分布在80~750 nm之间可控。 在此基础上,制备了不含重金属的紫外光-热双固化聚苯胺防腐涂料。 该防腐涂料先后经过3~5 s紫外光固化和80 ℃下1~3 min的热固化,即可完成紫外光-热双固化过程。 由于ES与聚氨酯或聚氨酯丙烯酸酯之间是不相容体系,因此随着ES质量分数的增大,会导致ES的团聚,分散粒径增大。 当ES质量分数从1.0%增大到5.0%时,ES的粒径从80~119 nm增加到500~750 nm。 ES的分散粒径增大会导致防腐涂层的致密性变差,降低防腐效果。 与普通紫外光固化聚苯胺防腐涂层相比,当ES为1.0%时,紫外光-热双固化防腐涂层在质量分数为3.5%的NaCl水溶液中浸泡2160 h后,其0.1 Hz下的绝对阻抗值(|Z|_{0.1 Hz})仍高于1.0×10⁸ Ω·cm²,优于普通紫外光固化聚苯胺防腐涂层的|Z|_{0.1 Hz}(1.0×10⁷ Ω·cm²),表明紫外光-热双固化涂层的防腐效果有了显著改善。 经过500 h划叉中性盐雾试验后,普通紫外光固化防腐涂层的板面出现了锈蚀宽度小于1 mm的锈蚀,而紫外光-热双固化防腐涂层经过500 h划叉中性盐雾试验,板面没有出现生锈、起泡的现象,表明紫外光-热双固化路线对提高涂层的防腐性能具有较大的价值。     

2,5-二苯腙基-1,3,4-噻二唑类化合物的合成及抗腐蚀性能研究

以2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑为原料, 与水合肼反应制得2,5-二肼基-1,3,4-噻二唑, 再将其与取代苯甲醛缩合, 得到了6种新的2,5-二苯腙基-1,3,4-噻二唑类化合物, 其结构经元素分析、红外、¹H NMR及质谱等方法所证实. 6种噻二唑衍生物对喷气燃料银片腐蚀有一定的抑制作用.     

基于可分散聚苯胺的紫外光固化防腐涂料的研究

采用酸性磷酸酯作为掺杂剂对本征态聚苯胺(EB)进行掺杂,制备了可在聚氨酯丙烯酸酯中进行纳米分散的导电聚苯胺(ES),其分散粒径分布为60~765 nm之间,进而制备了不含重金属的紫外光固化聚苯胺防腐涂料.随着体系中导电聚苯胺含量从0.5 wt%增大5.0 wt%,粒径从60~100 nm增加到190~765 nm.导电聚苯胺含量增大,导致了ES发生团聚,从而粒径增大,进而降低防腐涂层的致密性.当ES含量为1.0wt%时,粒径在110~180 nm之间,防腐涂层在3.5 wt%的Na Cl水溶液中浸泡2400 h后,其0.1 Hz下的绝对阻抗值(|Z|_(0.1 Hz))仍高于1.0×10~8Ωcm~2,同时45~50μm的防腐涂层在划叉中性盐雾试验中,500 h内没有出现起泡现象,且锈蚀宽度小于1 mm,表现出优异的防腐性能.