石墨烯負(fù)載納米TiO2的光電轉(zhuǎn)換及在水性防腐涂料中的應(yīng)用研究.pdf

1、金屬腐蝕遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)各個(gè)領(lǐng)域，給工業(yè)生產(chǎn)、各類(lèi)建筑與運(yùn)輸帶來(lái)了很多安全隱患并造成的嚴(yán)重的經(jīng)濟(jì)損失，金屬防護(hù)一直是材料領(lǐng)域的持續(xù)課題。自發(fā)現(xiàn)納米二氧化鈦在紫外光的激發(fā)下對(duì)金屬具有光致陰極保護(hù)作用以來(lái)，利用半導(dǎo)體材料的光電轉(zhuǎn)換對(duì)金屬的防腐蝕保護(hù)受到了人們的廣泛關(guān)注，該方法因半導(dǎo)體光電轉(zhuǎn)換的永久性，理論上具有最長(zhǎng)的防腐功效，且對(duì)環(huán)境無(wú)污染、成本低等優(yōu)點(diǎn)，故在金屬材料防腐保護(hù)領(lǐng)域有著廣闊的前景。
　　本文首先通過(guò)溶膠固定化工藝結(jié)合熱處理方

2、法制備了具有可見(jiàn)光響應(yīng)的石墨烯(RGO)負(fù)載納米TiO2的復(fù)合物粒子。采用XRD、TEM、FT-IR、UV-Vis DRS、光電化學(xué)等測(cè)試手段對(duì)RGO/TiO2復(fù)合物粒子的物相、形貌、光電轉(zhuǎn)換等進(jìn)行了表征。測(cè)試結(jié)果表明，通過(guò)RGO的引入，復(fù)合物粒子的光吸收范圍出現(xiàn)紅移，禁帶寬度由3.18eV降低到2.67eV;石墨烯和TiO2之間以緊密的界面接觸復(fù)合到一起，F(xiàn)T-IR表明兩者之間存在Ti-O-C鍵;光電化學(xué)測(cè)試結(jié)果表明，當(dāng)石墨烯用量占T

3、iO2質(zhì)量的5.0％時(shí)，產(chǎn)生的光電流最大，石墨的尺寸越小，光照強(qiáng)度越大，產(chǎn)生的光電流越大。
　　其次，通過(guò)種子半連續(xù)乳液聚合，以雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)和己二酸二酰肼(ADH)作為交聯(lián)體系，以苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸、硅烷偶聯(lián)劑A174為單體，用烯丙氧基脂肪醇氧乙烯醚硫酸銨(SR-10)為乳化劑制得了一種金屬防腐涂料用室溫自交聯(lián)型苯丙乳液?？疾炝巳榛瘎⒁l(fā)劑和交聯(lián)單體DAAM的用量對(duì)苯丙乳液聚合行為的影響，確定

4、了較適宜的乳液聚合工藝條件，即乳化劑SR-10用量為單體總量的2.0％左右，引發(fā)劑PPS用量為0.5％，交聯(lián)單體DAAM用量為1.0％左右，81℃下反應(yīng)3h。
　　最后，以所得RGO/TiO2復(fù)合物粒子作為涂料的功能填料，以苯丙乳液作為涂料的成膜物質(zhì)，添加少量的助劑制備了水性防腐涂料。通過(guò)對(duì)涂層厚度測(cè)試、附著力測(cè)試、耐鹽水性測(cè)試和Tafel極化曲線測(cè)試等表征手段來(lái)探究涂層的防腐性能。涂層的厚度均勻，附著力達(dá)到一級(jí)，在3％的鹽水中浸