二氧化硅-聚苯胺(SiO2-PANI)杂化透明导电薄膜的制备和表征

本文采用溶胶-凝胶法,以3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)和聚苯胺为主要原料,制备得到有机-无机杂化透明导电薄膜.着重研究制备过程中醋酸、间甲酚和聚苯胺含量对薄膜结构、导电性和可见光透过率的影响.通过红外光谱可知,采用溶胶-凝胶法可制得结构稳定的杂化导电材料.醋酸作为水解缩聚反应的反应剂和催化剂,当其与3-巯丙基三甲氧基硅烷的物质的量比为0.4时.MPIMS的水解缩聚速率和聚苯胺掺杂入无机前驱体的掺杂速率达到平衡.此外,透明杂化导电薄膜的方块电阻随间甲酚和聚苯胺含量的增加而降低,当间甲酚和3-巯丙基三甲氧基硅烷的物质的量比为5,聚苯胺和二氧化硅的质量比为3/7时,薄膜的方块电阻为3.23 kΩ/□,可见光透过率为80%.     

二氧化硅-聚苯胺(SiO2-PANI)杂化透明导电薄膜的制备和表征

本文采用溶胶-凝胶法,以3-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)和聚苯胺为主要原料,制备得到有机-无机杂化透明导电薄膜。着重研究制备过程中醋酸、间甲酚和聚苯胺含量对薄膜结构、导电性和可见光透过率的影响。通过红外光谱可知,采用溶胶-凝胶法可制得结构稳定的杂化导电材料。醋酸作为水解缩聚反应的反应剂和催化剂,当其与3-巯丙基三甲氧基硅烷的物质的量比为0.4时,MPTMS的水解缩聚速率和聚苯胺掺杂入无机前驱体的掺杂速率达到平衡。此外,透明杂化导电薄膜的方块电阻随间甲酚和聚苯胺含量的增加而降低,当间甲酚和3-巯丙基三甲氧基硅烷的物质的量比为5,聚苯胺和二氧化硅的质量比为3/7时,薄膜的方块电阻为3.23 kΩ/□,可见光透过率为80%。     

溶胶-凝胶法制备桥式聚倍半硅氧烷/SiO2光学防潮膜

采用溶胶-凝胶法, 以首次合成的具有桥式结构的间苯二亚甲基二脲基丙基三乙氧基硅烷(m-XDUPTEOS)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体, 共同水解缩聚制备了不同摩尔配比的桥式聚倍半硅氧烷/SiO₂杂化溶胶, 并旋涂制膜. 通过UV-Vis, AFM和TGA对薄膜的光学性能、表面形貌和热稳定性进行了分析. 结果表明, 该薄膜平整均匀、具有良好的光学透明性、热稳定性和防潮性能.     

溶胶-凝胶法制备桥式聚倍半硅氧烷/SiO2光学防潮膜

采用溶胶-凝胶法, 以首次合成的具有桥式结构的间苯二亚甲基二脲基丙基三乙氧基硅烷(m-XDUPTEOS)和正硅酸乙酯(TEOS)为前驱体, 共同水解缩聚制备了不同摩尔配比的桥式聚倍半硅氧烷/SiO₂杂化溶胶, 并旋涂制膜. 通过UV-Vis, AFM和TGA对薄膜的光学性能、表面形貌和热稳定性进行了分析. 结果表明, 该薄膜平整均匀、具有良好的光学透明性、热稳定性和防潮性能.     

原子层沉积法制备巯丙基硅胶及其对溶液中钯(Ⅱ)离子的吸附行为

采用原子层沉积技术, 在3~5 kPa真空和125~150 ℃ 的反应条件下, 使γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTMS)、γ-巯丙基三乙氧基硅烷(MPTES)和γ-巯丙基二甲氧基甲基硅烷(MPDMMS)3种巯丙基硅烷试剂气化, 并在三乙胺的催化作用下, 分别将其键合于多孔硅胶表面, 制得贵金属钯(Ⅱ)的高效吸附剂. 分别采用FTIR、¹³C和²⁹Si固体核磁、元素分析、热重分析和氮气吸附-脱附等技术研究了巯基硅胶的键合模式和功能基团键合量. 用分光光度法研究了在pH=3.0条件下水溶液中Pd(Ⅱ)离子在巯基硅胶上的吸附行为. 结果表明, 在MPTMS, MPTES和MPDMMS所修饰的硅胶中, 硅烷试剂的功能基团均以双齿键合结构为主, 表面键合量分别达到2.76, 2.53和2.70 μmol/m². 对Pd(Ⅱ)离子的吸附遵从Langmuir等温吸附方程, 饱和吸附量分别达到5.45, 4.21和4.81 μmol/m², Pd/S的摩尔比分别为1.44, 1.35和1.39. 原子层沉积法制备的巯丙基硅胶基质钯吸附剂的巯基键合密度和对钯(Ⅱ)离子的吸附容量均比传统的有机溶剂介质法高.     

室温自交联丙烯酸酯乳液的制备与表征

使用3种含不饱和双键硅氧烷,乙烯基三(β-甲氧基乙氧基)硅烷(A172)、乙烯基三乙氧基硅烷(VTES)和γ-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷(A174)为功能单体,采用半连续乳液聚合法制备了室温自交联丙烯酸酯乳液,探讨了硅氧烷功能单体在不同pH条件下水解情况以及其种类和用量对乳液及乳胶膜性能的影响.结果表明,pH在7～9之间时硅氧烷功能单体水解最慢;A172在pH为8.4时5h内就水解完全;增加VTES和A174的用量均能提高乳胶膜的交联度、力学性能和耐水性.控制聚合过程的pH值以抑制硅氧烷功能单体的水解并调节乳液成膜时的pH值以加速硅氧烷功能单体的水解从而增强胶膜的交联程度,发现酸性或碱性条件下得到乳胶膜比中性条件下胶膜的力学和耐水性能均有不同程度的提高,并且在酸性条件下胶膜的性能提高最多.对比使用A174和VTES制备的胶膜,发现这种方法对含有A174胶膜的效果不明显,而含VTES胶膜的性能提高最为显著.     

改性硅胶上的环氧乙烷水合反应

 先后采用氨丙基三乙氧基硅烷、甲醛-甲酸溶液和溴乙烷对大孔硅胶进行硅烷化、叔胺化和季铵化,制得改性硅胶,并考察了其对环氧乙烷水合制乙二醇的催化性能和催化剂的膨胀情况. 结果表明,在n(EO)/n(H2O)=1/22,95 ℃和1.0 MPa的条件下,环氧乙烷转化率为95.8%,乙二醇选择性为97.5%. 反应216 h后,催化剂几乎没有发生膨胀.     

新型含硅离子交换树脂珠体的合成

合成了一种可用作离子交换树脂骨架的含氯丙基的有机聚硅氧烷珠体,该珠体以氯丙基三乙氧基硅烷为原料,在80℃水解、预聚、悬浮聚合而成.考察了水解时问、老化温度,预聚物与水质量比、搅拌速度和分散剂种类对成球率、珠体强度和粒径分布的影响.结果表明,氯丙基三乙氧基硅烷与水在80℃下水解10h,成球率达到88%;100℃老化10h,破碎强度高达12.42N/粒(20mesh);转速为312r/min时,能形成0.4mm～1.2mm的粒径范围;明胶作为分散剂易制得表面光洁、粒径均匀的珠体.     

用于NSH紫外滤光片的长桥式聚倍半硅氧烷防潮膜

以双环己基甲烷4,4’-二异氰酸酯与3-氨丙基三乙氧基硅烷反应制备了具有长桥链结构的聚倍半硅氧烷前驱体. 利用制备的前驱体在碱性条件下水解缩聚制备了桥式聚倍半硅氧烷溶胶, 并对硫酸镍(NSH)紫外滤光片镀膜. 通过FT-IR, 29Si MAS NMR和N2吸附-脱附表征对凝胶结构进行了分析, 用SEM和AFM对薄膜的表面形貌进行了研究, 通过一定湿度(70%)下NSH滤光片光学性质的变化观察了薄膜的防潮性能. 结果表明, 这种桥式聚倍半硅氧烷薄膜是致密无孔的, 能够对NSH滤光片起到很好的防潮保护.     

PEI/SiO2复合型吸附材料对脲酸吸附特性的研究

通过γ-氯丙基三甲氧基硅烷的偶联, 将聚乙烯亚胺(PEI)偶合接枝在硅胶微粒表面, 制得了对脲酸有强吸附性能的复合型医用吸附材料PEI/SiO₂. 静态吸附实验结果表明, 凭借强烈的氢键相互作用, 硅胶表面的聚胺大分子PEI对脲酸的互变异构体三羟基嘌呤具有很强的吸附能力, 等温吸附满足Freundlich吸附方程, 饱和吸附量可达84.9 mg/g; 介质的pH值对吸附作用有很大的影响, 在中性溶液中(pH＝6～7), 复合吸附材料PEI/SiO₂对脲酸具有强吸附能力, 而在酸性与碱性溶液中吸附能力都较弱; 温度对吸附性能也有影响, 升高温度吸附量增大.     

覆铜板在NaCl溶液中的腐蚀电化学行为

应用线性极化、循环伏安(CV)及电化学阻抗谱(EIS)等电化学方法对覆铜板(CCL)和纯铜的腐蚀电化学行为进行了研究和比较. 结果表明, 覆铜板的耐蚀性弱于纯铜, 其阳极溶解过程与纯铜有所不同; 在较低电位下, CCL 以铜的氯化络合物的形式溶解, CuCl-2的扩散为该过程的控制步骤; 随着电位的升高, 腐蚀产物CuCl在电极表面形成疏松多孔的膜, Cl-在膜中的传输成为溶解过程的控制步骤. 电极表面CuCl 膜的消长过程是产生感抗弧的主要原因.     

An Electrochemical Study on the Corrosion Inhibition of Stainless Steel by Polyaniline Film

Polyaniline(PANI)film was electrosynthesized on 304 stainless steel by cyclic voltammetry using aqueous oxalic acid as supporting electrolyte.The potential sweep rates were changed to achieve the PANI film with different thickness and structures.Protective properties of the PANI film for corrosion of stainless steel in 3% NaC1 aqueous solution were investigated by monitoring potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy(EIS).The results showed that the PANI film which was formed with lower sweep rate led to more positive shift of corrosion potential and greater charge transfer resistance,reflecting higher inhibition for corrosion of the stainless steel.     

钼酸盐封闭后处理的热镀锌钢板硅烷膜的耐蚀性

为进一步增强硅烷膜的耐蚀性, 将硅烷化热镀锌钢板用钼酸盐溶液进行封闭后处理, 并采用扫描电子显微镜(SEM)、中性盐雾(NSS)实验、盐水全浸实验和电化学技术研究了所得复合膜层的表面形貌和耐蚀性能. 结果表明: 经钼酸盐溶液封闭处理后, 硅烷膜的孔隙被填充, 在锌层表面形成了由硅烷膜和钼酸盐转化膜构成的连续完整致密的复合膜; 复合膜的耐蚀性能明显提高, 且与钼酸盐溶液的封闭时间有关, 封闭60 s时所形成的复合膜的耐蚀性最佳. 在5%(w, 质量分数)NaCl溶液中的电化学测量结果表明: 硅烷化热镀锌钢板经钼酸盐溶液封闭处理后, 同时抑制了腐蚀过程中的阳极和阴极反应, 但主要是抑制阴极反应, 导致腐蚀电流密度明显减小, 发挥了单一硅烷膜和单一钼酸盐转化膜腐蚀防护的协同效应, 腐蚀防护效率高达99.1%; 随浸泡时间延长, 试样低频扩散阻抗先增大后减小, 表明膜层具有一定的“自愈”能力, 其耐蚀性优于常规铬酸盐钝化膜.     

不同晶粒度螺纹钢的电化学行为及其钝化膜的Mott-Schottky 研究

利用交流阻抗谱和极化曲线研究比较了四组不同晶粒尺寸的螺纹钢在模拟海水液(3.5% NaCl)中短期电化学腐蚀行为; 利用硼酸缓冲液中钝化膜的Mott-Schottky 理论比较了各试样在不同阳极极化电位下的钝化膜的优劣性. 结果表明, 在14 d 的模拟海水短期浸泡期间, 细晶粒螺纹钢在后期表现出较大阻抗值和较小的自腐蚀电流密度, 耐蚀性能优于粗晶粒试样. 在硼酸缓冲液中形成的钝化膜表现出典型的n 型半导体性能, 公共钝化区间为-0.15～0.8 V. 在选取的-0.1, 0.2, 0.5 V 三个不同极化电位下, 细晶粒螺纹钢在硼酸缓冲液中的钝化膜稳定性、耐蚀性弱于粗晶粒螺纹钢. 在0.5 V 的外加电压下试样钝化膜的内层膜消失, 钝化膜的施主浓度最低, 膜最为致密、稳定.     

AMT在青铜-柠檬酸体系中的缓蚀行为及其机理

用电化学方法、红外反射光谱法研究AMT(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)在青铜 -5％柠檬酸体系中的缓蚀行为和机理.结果表明,AMT能有效抑制青铜在柠檬酸中的腐蚀,属 混合型缓蚀剂.红外反射光谱表明,膜的最外层结构为Cu(Ⅰ)AMT,AMT中-NH2参与一价铜的络 合反应,环上离氨基最近的N参与配位. 缓蚀机理归因于成相膜的形成.     

EIS study on passive films of AISI 304 stainless steel in oxygenous sulfuric acid solution

Electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and Kramers–Kronig (K–K) transforms were made on American Iron and Steel Institute (AISI) 304 stainless steel (SS) in naturally aerated sulfuric acid solution at room temperature. The K–K relations testify that the systems under investigation comply with the linearity, causality, and stability constraints of linear system theory (LST) and thereby validate the EIS data. The polarization resistance decreased with removing of passive film and pitting formed in the passive layer, due to layer thinning or pitting caused by chloride. The impedance data for 304 SS with passive films can be accurately modeled using individual components of the equivalent circuits. The polarization resistances (Rp) of the 304 SS can be confirmed by Nyquist plots and estimated from the anodic polarization curves. The reaction model of the dissolution‐passivation process of 304 SS in acid solution is proposed. Copyright © 2009 John Wiley & Sons, Ltd.     

正、叔十二烷基硫醇在铜表面上自组装膜测试

研究了正、叔十二烷基硫醇在铜表面上的自组装及混合自组装成膜情况,并利用交流阻抗和极化曲线电化学方法测试了正、叔十二烷基硫醇在铜表面上自组装膜及混合自组装膜对铜的耐腐蚀性,考察了正十二烷基硫醇自组装膜质量与正十二烷基硫醇溶液的浓度及组装时间的关系。研究结果显示,混合自组装膜的质量及其对铜的耐腐蚀性比仅组装正或叔十二烷基硫醇均有很大的提高。     

Application of Polytyramine Nanoparticles to the Corrosion Protection of Copper

Electrochemical polymerization of tyramine was achieved on copper electrode surface from tyramine in 0.3 M oxalic acid (pH=1.2) solution by using cyclic voltammetry technique. The formation of polytyramine nanoparicles (PTN) were characterized by cyclic voltammetry (CV), fourier transform infrared‐attenuated total reflectance (FTIR‐ATR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). The corrosion behavior of PTN coated copper was investigated by means of the change of open circuit potential with exposure time (E_ocp t), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and anodic polarization curves in 3.5 % NaCl solutions at room temperature. The obtained results showed the shift of corrosion potential toward positive values for electropolymerized copper and a significant decrease in corrosion current and corrosion rate in comparison with bare copper, so that the PTNs coating could be used as an important protection against corrosion of copper.     

新型十二烷基三甲氧基硅烷/氧化石墨烯复合膜对430不锈钢耐蚀性能的影响

使用一步电沉积法在430不锈钢上制备出十二烷基三甲氧基硅烷(DTES)/氧化石墨烯(GO)复合膜。 拉曼光谱(Raman)与扫描电子显微镜(SEM)测试表明,氧化石墨烯均匀地混合在硅烷膜中,并用电化学交流阻抗与极化曲线方法对这种复合膜所保护的430不锈钢进行耐蚀性能测试。 结果显示,在3.5%NaCl溶液中,430不锈钢会发生腐蚀反应,而存在硅烷复合膜的430不锈钢的耐蚀性能显著地提高。 研究表明,由于氧化石墨烯出色的阻隔性能一定程度上弥补了硅烷膜的缺陷,而且延长了腐蚀介质通过硅烷基质的路径,因此复合膜有着对基底物质更强的保护性能。     

Corrosion resistance of nickel coatings deposited from low-temperature nickel-plating electrolytes

The corrosion resistance of nickel coatings on a copper substrate, plated from low-temperature electrolytes based on acetates, tartrates, and isobutyrates, was studied by the methods of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization curves. The tests were performed in a 0.3% NaCl solution. The nickel coatings exhibit high chemical activity, dissolving in the NaCl solution. The electrochemical step is the limiting step of the corrosion process.