石墨烯在金属防腐中的应用研究

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1、２－分类号：ＴＬ１４＋．６单位代码：１０６３６密级：公开学号０１５１２０１０１９：２硕士学位论文＼ｊｍＪ中文论文题目：石墨烯在金属防腐中的应用研究英文论文题目：ＡｐｐｌｉｃａｔｉｏｎｏｆＧｒａｐｈｅｎｅｉｎＭｅｔａｌ－ｃｏｒｒｏｓｏｎＦｅＡｎｔｉｉｉｌｄ论文作者：李娟娟指导教师：赵丽娟副教授专业名称：ｉ化学研究方向：防腐涂层所在学院：化学与材料科学学院论文提交日期：２０１８年０４月０１日论文答辩日期：２０１８年０５月２３日学位论文出版授

2、权书本人完全同意《中国优秀博硕士学位论文全文数据库出版章程》“”（以下简称章程），愿意将本人的硕士学位论文提交中国学术期刊（光盘版）电子杂志社在《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》中全文发表。《中国优秀博硕士学位论文全文数据库》可以以电子、网络及其他数字媒体形式公开出版，并同意编入ＣＮＫＩ《中国知识资源总库》，在《中国博硕士学位论文评价数据库》中使用和在互联网“”规上传播，同意按章程定享受相关权益。＿作者签名：迎止年工日论文题目：石墨烯在金属防腐中的应用研究

3、１：２０８毕业院校：四川师范大学毕业年份年６月所在学院：化学与材料科学学院所学专业：学科教学（化学）（）说明：本授权书由中国学术期刊光盘版电子杂忐社保存。－－：０１０６２７９１９５１６２７９３１７６６２７９０６９３０１０联系电话传真：６２７９ＩＳＩ４－仆信筘采编中心Ｋ编通信地址：北京清华大学邮局叫：四川师范大学学位论文独创性声明本人声明：所呈交学位论文石墨烯在金属防腐中的应用研究，是本人在导师—赵丽娟指导下，独立进行研究工作所取得的成果。除文中己经注明引用的

4、内容外，本论文不含任何其他个人或集体己经发表或撰写过的作品或成果。对本文的研宄做出重要贡献的个人和集体，均己在文中以明确方式标明。本声明的法律结果由本人承担。一致本人承诺：己提交的学位论文电子版与论文纸本的内容。如因不符而引起的学术声誉上的损失由本人自负。学位论文作者：签字日期：糾名年月如日立必＾石墨烯在金属防腐中的应用研究化学专业研究生：李娟娟指导老师：赵丽娟副教授摘要金属腐蚀造成了巨大的经济损失和资源浪费，亟待发展新型的防腐涂料对金属进行防护。石墨烯具有优异的阻隔性能、化

5、学稳定性与导电性能，在金属防腐领域有极大的发展前景。本文采用Hummers法分别制备了不同尺寸、不同氧化程度的氧化石墨烯（GO），将GO作为填料与水性醇酸树脂共混制备水性醇酸树脂/氧化石墨烯（AR/GO）复合涂料。通过傅里叶红外变换光谱（FTIR）、X射线光电子能谱(XPS)、原子力显微镜（AFM）、透射电镜（TEM）等研究多尺度氧化石墨烯（分散性、尺寸大小、氧化程度）的结构特点，采用Tafel极化曲线分析石墨烯的多尺度性对水性醇酸树脂的防腐性能的影响。随着GO含量的增加，AR/GO的耐腐蚀性能提高，

6、当GO含量为2wt%时，金属表面到涂层的最外边缘的形成微导电路径，反而会加速金属的腐蚀；固定GO含量为1.5wt%，随着GO片层尺寸增加，腐蚀介质在涂层内部扩散路径的曲折度增加，有利于提高AR/GO的防腐性能；当GO含量为1.5wt%，尺寸为120μm时，氧化程度低的GO，其芳香性和层间π-π相互作用，导致GO在树脂中分散不均匀，从而使AR/GO体系的耐腐蚀性下降。而较高氧化程度的GO，其表面结构被破坏，堆积的无序程度提高，影响了GO的惰性、热稳定性、导电性和机械性能，导致GO对腐蚀介质的屏蔽作用降低

7、，防腐性能下降。当GO的片层大小为120μm，氧化程度sp2/sp3为2.61时，AR/GO复合的防腐效率为98.14％。选取120μm，sp2/sp3=2.61的GO为填料制备AR/GO(1.5wt%)复合涂层，并将其在100℃进行热氧老化实验。通过FTIR测试发现水性醇酸树脂分子化学结构没有发生明显的变化，表明石墨烯能够在一定程度上抑制树脂的老化过程。通过电化学阻抗（EIS）测试、Tafel极化曲线测试，发现AR/GO体系比AR具有更好的I防腐性能，这可能是由于石墨烯片层的C=C双键能够捕捉树脂老

8、化之后产生的过氧自由基，能够在一定程度上抑制树脂的老化而导致的性能下降。由于水性树脂的防腐效果一般劣于溶剂型树脂，选择溶剂型环氧树脂(EP)作为成膜物质。以GO为中间体，通过氨基改性石墨烯得到PGO，采用原位聚合法成功制备了PGO/PANI复合填料，以期使复合填料兼具GO的阻隔性、导电性和PANI的氧化还原性。通过FTIR、XRD、TEM与扫描电镜（SEM）等对复合填料的物理化学结构进行表征，结果表明成功制备了PGO/PANI复合材料，将PGO/PANI