水性硅酸盐富锌涂层的SEM/EDS研究

利用自制的不同模数(SiO2/K2O摩尔比)硅酸钾溶液与锌粉复配制备成系列模数硅酸盐富锌涂料.采用场发射电子显微镜(SEM)研究了碳钢上水性硅酸钾富锌涂层在质量分数为3.5%NaCl溶液中腐蚀形貌的变化,分析了水性硅酸钾溶液的模数对涂层结构及其防腐蚀性能的影响.采用能谱仪(EDS)测定了涂层在浸泡前及不同浸泡时期表面组成的变化,并据此分析了腐蚀产物对涂层结构和涂层防腐蚀性能的影响.结合腐蚀产物的X-ray衍射图谱(XRD)分析了腐蚀产物的组成.研究结果表明:水性硅酸钾溶液模数的增加有利于提高Zn粉颗粒间的粘接形成致密的富锌涂层.使用过程中该涂层的腐蚀产物能够增强涂层对腐蚀介质渗透的屏蔽效应,并与涂层中Zn粉对基材的阴极保护产生协同作用.     

省煤器表面耐腐超导热石墨烯复合涂层的性能

为解决燃煤电厂省煤器的磨损及腐蚀问题,同时不影响其换热性能,通过添加石墨烯改性瓷釉,并采用喷涂技术制备新型石墨烯复合涂层.对石墨烯复合涂层进行扫描电子显微镜试验、硬度测试、静态硫酸腐蚀试验、导热性能测试及拉伸试验,研究其性能.试验结果表明,石墨烯复合涂层的结构致密,孔隙率小且硬度大,耐磨、耐腐性能良好,可以有效地保护基体材料.石墨烯复合涂层的导热系数达到38 W·(m·K)~(-1),远优于传统的陶瓷涂层.     

三维石墨烯/铜基复合材料的制备及耐腐蚀性能研究

在实际应用中,铜基复合材料经常存在腐蚀失效的现象,而石墨烯以其独特的结构显示出卓越的耐腐蚀性能。为了改善铜基复合材料的耐腐蚀性能,设计并烧结制备了三维石墨烯/铜基复合材料。研究表明,在三维石墨烯/铜基复合材料中,石墨烯形成三维互联互通结构,充分发挥了对铜基体的保护作用。与孔隙铜相比,在质量分数为3.5% NaCl溶液中,三维石墨烯/铜基复合材料的腐蚀速率降低了约50%。石墨烯在金属防腐蚀领域将得到更加广阔的应用。通过研究三维石墨烯/铜基复合材料在FeCl₃溶液中的腐蚀行为,进一步揭示了三维石墨烯的耐腐蚀机理。     

水性聚苯胺/氟碳复合乳液涂层的防腐蚀性能

以十二烷基苯磺酸(DBSA)为乳化剂和掺杂剂,制备了水性聚苯胺(PANI)乳液,X射线衍射分析(XRD)结果表明,DBSA掺杂的PANI分子链伸展性较好;粒径测试结果表明聚苯胺乳胶粒子分布均匀,平均粒径约为250 nm.再以水性氟碳(FC)乳液为成膜物制备了水性PANI/FC复合乳液涂层材料,利用电化学交流阻抗谱(EIS)、Tafel曲线(Tafel)、平衡开路电位(OCP)考察了其对Q235低碳钢的防腐蚀性能.结果表明,PANI/FC复合乳液涂层具有较高的阻抗,显著地提高了金属的腐蚀电位(-0.4V),降低了金属的腐蚀电流密度(10-6 A/cm2).当m(PANI)∶m(FC)=1∶1时,复合涂层对Q235碳钢的防腐蚀性能最好     

等离子喷涂搪瓷瓷釉涂层的耐腐蚀性能

通过添加改性剂改性瓷釉,采用等离子喷涂技术喷涂在Q235钢表面形成耐腐涂层,利用SEM等手段对其微观结构进行了分析和表征,用静态腐蚀实验和电化学腐蚀实验对涂层的耐腐蚀性能进行了研究。研究结果表明,所有涂层在碱性溶液中都基本不腐蚀;所有涂层在酸性溶液中的腐蚀程度都比基体钢板小,且改性剂为NiO的涂层的耐酸腐蚀性能稍优于改性剂为TiO_2的涂层;涂层的耐电化学腐蚀能力要优于基体钢板,且添加NiO的涂层的耐电化学腐蚀性能稍优于添加TiO_2的涂层。搪瓷瓷釉涂层在一定程度上提高了基体钢板的耐腐蚀性能。     

自支撑GN/MnO2复合材料的制备及其 电容性能研究

本文通过水热辅助真空冻干法制备得到了可以自支撑的石墨烯/二氧化锰(GN/MnO_2)复合材料,利用X射线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)分别对复合材料结构与形貌进行表征,并以复合材料为工作电极,组装成对称电容器,探究反应物质量比与电解液对材料电化学性能的影响,结果表明:在KOH电解液中,复合材料的比电容最大;当反应物质量比为1∶4时,该复合材料比电容可以达到224F/g(电流密度为1A/g).     

石墨烯掺杂环氧复合涂层的制备及防腐性能的研究

 通过简单的化学反应，将3-氨丙基三乙氧基硅烷和3-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷接枝在氧化石墨烯上，制备成复合材料（GO-APTES与GO-GPTES）。2种表面改性剂使氧化石墨烯更易于与环氧-胺树脂产生化学键。通过微观电镜以及可见-近红外全波段透过率测试实验，发现改性剂作用后的氧化石墨烯能均匀分散在树脂体系中。相比较于纯的环氧-胺树脂涂层，GO-APTES/Resin涂层的蒸汽透过率降低30%，形成“迷宫效应”，对水蒸气具有良好的阻隔效果。通过 Bode和 Nyquist图谱研究了复合涂层的防腐机理。添加改性氧化石墨烯后的涂层对腐蚀介质的屏蔽性增强，腐蚀介质穿透涂层的能力降低，因此在涂层与金属的界面处改性氧化石墨烯分散的树脂涂层能够更好的附着，电化学腐蚀的面积更小，表现出更优秀的腐蚀防护性。中性盐雾实验表明，经过7000 h，涂层表面无起泡，无脱落。     

钛酸铁钠晶须增强FEVE防腐耐磨复合涂层的制备与性能

以三氟氯乙烯/四氟乙烯-烷基乙烯基醚/酯(FEVE)为基料,钛酸铁钠(NaFeTiO_4)晶须为主要减摩耐磨填料,通过液相共混法制备兼具减摩耐磨防腐的无机-有机氟碳复合涂层材料,研究填料在树脂基体中的分散性及填料对涂层减摩耐磨性、防腐蚀性的影响。通过X线衍射仪(XRD)和扫描电子显微镜(SEM)对钛酸铁钠晶须晶型、形貌及晶须在复合涂层中的分散性能进行表征。采用摩擦磨损试验机对涂层摩擦磨损性能进行评价,通过电化学交流阻抗对涂层防腐蚀性能进行评价。结果表明:钛酸铁钠晶须能够均匀稳定地分散在涂层基体中,当钛酸铁钠晶须的添加量为FEVE树脂质量的5%时,涂层的摩擦因数由0.854降低至0.709,体积磨损量由0.17 mm3降低至0.017 mm~3,耐磨性能提升近10倍,同时复合涂层具有优异的防腐蚀性能。     

SiO2和TiO2及其复合改性耐蚀薄膜涂层的制备与性能

采用溶胶-凝胶法,以正硅酸乙酯(TEOS)、钛酸四丁酯(TBT)及y-甲基丙烯酰氧基丙基三甲氧基硅烷(KH570)为前驱体原料,在45号钢片上制备SiO2和TiO2及其复合改性无机薄膜涂层.通过扫描电镜(SEM)观察其微观形貌、傅里叶红外光谱(FTIR)测试分析涂层所形成的化学键;通过盐浴实验和极化曲线测试改性涂层的防腐蚀性能.电化学测试结果表明:参照裸钢片,涂层试样的腐蚀电位提高了100 mV,其腐蚀速率下降了3个数量级.比较SiO2和TiO2及其复合结构薄膜涂层的耐腐蚀性能发现, SiO2薄膜涂层的抗腐蚀性能最好.     

三维石墨烯/氢氧化镍纳米复合材料的制备及电容性能研究

利用电化学沉积法制备三维石墨烯/氢氧化镍纳米Ni(OH)2/3DGR复合材料,通过扫描电镜对样品进行微观形貌表征;在1.0 mo L/L KOH溶液中利用循环伏安和恒电流充放电等方法对纳米复合材料修饰电极进行电化学性能测试.在2 m A/cm2的电流密度下Ni(OH)2/3DGR的比电容达到43.70 m F/cm2;1000次循环充放电测试表明该复合材料具有较长的使用寿命和稳定性,比电容保持率达到79.3%.因此三维石墨烯/纳米氢氧化镍复合材料可以做为一种很好的超级电容器材料.     

石墨烯/纯钛基复合材料的制备及其导电性能的研究

运用球磨分散结合粉末冶金法成功制备了石墨烯纳米片增强纯钛复合材料.复合材料的制备过程主要包括复合粉末的制备、复合材料的压制成型以及高温烧结3个过程.使用OM、SEM、XRD和拉曼光谱等检测手段对制备的复合材料的组织、物相组成以及石墨烯片的缺陷和层数进行了分析检测.运用显微硬度计和四探针电阻仪对最终烧结成型的纯钛块体及石墨烯增强钛基复合材料的硬度和电阻率进行表征.结果表明:石墨烯片分散在复合材料的组织中,添加石墨烯片能显著影响钛基材料的性能,复合材料的硬度和电导率随石墨烯片含量的添加而增大.当石墨烯的添加量为0.3%(w)时,复合材料的硬度达到最大(429 HV),与同样条件烧结的纯钛硬度相比(234 HV)提高80%.其导电率是在石墨烯的添加量为0.4%时才达到最大值(432S·m~(-1)),与同样条件烧结的纯钛的导电率(158 S·m~(-1))相比提高了1.73倍.文章分析了复合材料的硬度和导电性能增强的原因.     

离子液体-三维石墨烯复合材料修饰电极的制备及其电容性能的研究

利用水热还原法制备了多孔三维石墨烯(3DGR),按不同质量比将其和离子液体(IL)[BMIM]PF_6混合后制备IL-3DGR复合材料,滴涂于玻碳电极(GCE)表面制备出相应的修饰电极(IL-3DGR/GCE).运用循环伏安法、交流阻抗法和恒电流充放电法测试了复合材料的电化学性能,考察其电容性能的优劣.结果表明3DGR与[BMIM]PF_6质量比为1∶125的复合材料的性能最佳.在1.0 mol·L~(-1)KOH溶液中,以0.15 m A·cm~(-2)电流密度进行1000次充放电循环测试,其最终比电容量为2.46m F·cm~(-2),容量保持率达82.02%,表现出较好的电容性能.     

纳米TiO2对丙烯酸酯聚氨酯涂层/碳钢界面的初期失效行为的影响

采用激光电子散斑干涉技术、电化学阻抗技术和扫描电化学显微镜技术实时、动态和原位观测了涂覆丙烯酸聚氨酯涂层的碳钢在质量分数为3.5%的NaCl溶液中浸泡初期的界面腐蚀行为,并对比了纳米TiO2的添加对界面腐蚀行为的影响.在浸泡初期无宏观缺陷存在时,激光电子散斑干涉技术成功检测到涂层界面的微小变化,电化学阻抗技术显示不同涂层低频阻抗膜值的变化情况,均与扫描电化学显微镜技术获得的腐蚀电化学形貌结果一致,即在浸泡初期,未添加纳米TiO2的涂层其界面变化速度(即锈蚀萌生速度)较添加涂层明显得多,表明纳米TiO2可延缓涂层/碳钢的界面失效.     

磺酸基改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料的制备及其性能研究

以木质素磺酸钠为磺化试剂,制备磺酸基改性氧化石墨烯,然后与环氧树脂复合制备磺酸基改性氧化石墨烯/环氧树脂复合材料,实验结果表明:在环氧树脂中添加磺酸基改性氧化石墨烯进行复合,能够提高环氧树脂的热稳定性及复合材料图层的硬度和附着力,有效提升环氧树脂的防腐蚀性能.     

低碳钢纳米TiO2涂层的结构、形貌与防腐性能

采用溶胶-凝胶法与浸渍提拉技术在经碱性发黑和热处理后的低碳钢上制备纳米TiO2涂层.通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)及X射线光电子能谱(XPS)对涂层的结构、形貌及组成进行表征,采用电化学方法研究涂层的防腐蚀性能.结果表明:所制备的纳米TiO2涂层外观呈蓝灰色,表面存在大小不等的微裂纹;XRD分析表明纳米TiO2为锐钛矿型;XPS分析表明涂层主要由Ti、Fe、O和C 4种元素组成;稳定电位和Tafel曲线测试表明纳米TiO2涂层对于低碳钢具有一定的防腐蚀性能,在2.5%NaHCO3溶液中光电化学效应明显,在3%NaCl溶液中光电化学效应不明显.     

MnO/石墨烯复合材料的制备及其作为锂离子电池负极的研究

通过原位复合方法合成碳包覆MnO/石墨烯(C@MnO/GN)复合材料并探究其作为锂离子电池负极材料的电化学性能.扫描电子显微镜(SEM)以及透射电子显微镜(TEM)表征结果表明,MnO纳米颗粒(直径约为30~50nm)均匀分散在石墨烯片层上,且颗粒外面包裹一层厚度约为5nm的碳层.电化学测试结果表明该材料作为锂离子电池负极具有优异的倍率和循环性能.0.2和0.5A/g电流密度下,比容量分别为800和700mAh/g;10A/g电流密度下比容量仍能保持在372mAh/g;当电流密度调回0.5A/g时,其比容量仍能恢复到730mAh/g.该材料也表现出优异的循环性能,在5和10A/g电流密度下依次循环100圈,容量保持率几乎100%.     

乙醇胺为主体的CO_2吸收剂的复配研究

以改善乙醇胺(MEA)水溶液吸收负荷、吸收速率、再生程度和防腐蚀等性能为目标,对以MEA为主体的复配吸收剂的性能进行了研究。结果表明,在MEA水溶液中加入哌嗪(PZ)或者2-氨基-2-甲基-1-丙醇(AMP)能提高MEA水溶液吸收CO2的负荷、平均吸收速率和再生性能。在溶液中加入少量氧化膜型缓蚀剂能有效抑制吸收剂溶液对碳钢的腐蚀,吸收剂溶液对碳钢的腐蚀速率从无缓蚀剂条件下的1.96 g/(m2.h)可降低到0.2 g/(m2.h)左右,极大地改善了吸收剂溶液的防腐蚀性能,对碳钢材料起到了较好的保护作用,缓蚀效果为偏钒酸钠铬酸钾重铬酸钾亚硝酸钠硝酸钠磷酸钠亚硫酸钠。     

石墨烯冷涂锌防腐涂料的制备及性能

 采用硅烷偶联剂对氧化石墨烯进行改性后制备了表面功能化石墨烯,并以此功能化石墨烯制备了稳定分散的石墨烯浆料。将此浆料与溶解好的树脂液、预分散好的锌粉浆料混合,制备了石墨烯冷涂锌涂料。通过盐雾试验、接触角试验及电化学测试,确定了石墨烯在涂料体系中的最佳添加量。对石墨烯冷涂锌涂料的性能进行了全面测试,结果显示,涂层耐盐雾时间达到2500 h,是相同厚度热浸锌涂层的2倍以上。     

RGO-MWNTs/铁氰化镍复合材料构筑无酶葡萄糖传感器

将制备的铁氰化镍纳米颗粒(Ni HCF)与石墨烯-碳纳米管(RGO-MWNTs)混合,分散于壳聚糖(Chit)溶液中,形成新的纳米复合材料(RGO-MWNTs/Ni HCF/Chit),将其修饰在玻碳电极表面.由于RGO-MWNTs具有良好的电子传递性能和Ni HCF与RGO-MWNTs之间的协同作用,促使Ni HCF电催化氧化能力有了很大的提高.与Ni HCF/Chit膜相比,RGO-MWNTs/Ni HCF/Chit复合膜的氧化还原峰电流增大了5倍,且在较低电位下对葡萄糖具有很好的电催化性能.该复合膜电极对葡萄糖的线性响应范围为0.03~0.096 m M,检测限为0.016 m M,可用于葡萄糖的电化学传感检测.     

石墨烯/氧化锆复合材料的分散液工艺优化及润湿性能

将石墨烯分散液浸渍到氧化锆基体中,利用微波烧结法制备石墨烯/氧化锆陶瓷复合材料,提高了氧化锆陶瓷的润湿性.首先,通过优化球磨机的工艺参数(球料比、转速、研磨时间),制备出粒径为200.3 nm的石墨烯分散液,然后通过X射线衍射仪(X-ray diffraction,XRD)、Raman光谱仪、透射电子显微镜(transmission electron microscope, TEM)分析了石墨烯的微观结构,最后分析了石墨烯/氧化锆陶瓷复合材料的润湿性.结果表明,石墨烯分散液能够长时间存放,且具备较好的单层或少层片状结构,添加石墨烯能够明显提高氧化锆陶瓷的润湿性,使氧化锆陶瓷润湿角减小,表面能增加,润湿性能变好.