石墨烯負載納米TiO2的光電轉換及在水性防腐涂料中的應用研究.pdf

1、金屬腐蝕遍及國民經濟各個領域，給工業(yè)生產、各類建筑與運輸帶來了很多安全隱患并造成的嚴重的經濟損失，金屬防護一直是材料領域的持續(xù)課題。自發(fā)現納米二氧化鈦在紫外光的激發(fā)下對金屬具有光致陰極保護作用以來，利用半導體材料的光電轉換對金屬的防腐蝕保護受到了人們的廣泛關注，該方法因半導體光電轉換的永久性，理論上具有最長的防腐功效，且對環(huán)境無污染、成本低等優(yōu)點，故在金屬材料防腐保護領域有著廣闊的前景。
　　本文首先通過溶膠固定化工藝結合熱處理方

2、法制備了具有可見光響應的石墨烯(RGO)負載納米TiO2的復合物粒子。采用XRD、TEM、FT-IR、UV-Vis DRS、光電化學等測試手段對RGO/TiO2復合物粒子的物相、形貌、光電轉換等進行了表征。測試結果表明，通過RGO的引入，復合物粒子的光吸收范圍出現紅移，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合到一起，FT-IR表明兩者之間存在Ti-O-C鍵;光電化學測試結果表明，當石墨烯用量占T

3、iO2質量的5.0％時，產生的光電流最大，石墨的尺寸越小，光照強度越大，產生的光電流越大。
　　其次，通過種子半連續(xù)乳液聚合，以雙丙酮丙烯酰胺(DAAM)和己二酸二酰肼(ADH)作為交聯體系，以苯乙烯、丙烯酸丁酯、丙烯酸異辛酯、丙烯酸、硅烷偶聯劑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型苯丙乳液。考察了乳化劑、引發(fā)劑和交聯單體DAAM的用量對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％，交聯單體DAAM用量為1.0％左右，81℃下反應3h。
　　最后，以所得RGO/TiO2復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，添加少量的助劑制備了水性防腐涂料。通過對涂層厚度測試、附著力測試、耐鹽水性測試和Tafel極化曲線測試等表征手段來探究涂層的防腐性能。涂層的厚度均勻，附著力達到一級，在3％的鹽水中浸