钙钛矿/石墨相氮化碳复合光催化剂的研究进展

光催化技术是解决当今社会能源短缺、水体污染等问题的有效手段.综述了近几年钙钛矿(ABO3)/石墨相氮化碳(g-C3N4)复合光催化剂的最新研究进展.归纳总结了包括原位水热生长法及热溶剂法、简单煅烧法、物理混合法等几种该类复合材料的制备方法,分类阐述当B位是Ti或Ta以及A位为La时,其在光催化分解水制氢以及有机污染物降...     

Ti–CNF增强环氧树脂复合涂层的制备及性能研究

目的 提高海水轴向柱塞泵摩擦副的耐磨和耐蚀性能,以钛纳米颗粒（Ti）和碳纳米纤维（CNF）为原料,设计并制备Ti–CNF增强环氧树脂复合涂层。方法 借助红外光谱仪分析纯树脂和Ti–CNF增强环氧树脂复合材料中官能团的变化,通过硬度、附着力、断裂韧度、摩擦磨损和耐酸碱溶液浸渍测试,分别评价不同含量的Ti–CNF增强环氧树脂复合涂层的硬度、附着力、断裂韧度、摩擦学性能和耐腐蚀性能,并利用扫描电子显微镜揭示复合涂层的断裂、磨损和腐蚀机理。结果 Ti–CNF混合填料与树脂基体的结合方式为物理黏合;当添加填料的质量分数为6%时,复合材料的增强效果最佳,硬度、附着力、断裂韧度、摩擦因数和磨损率分别为668HL、5.8 MPa、0.937 MPa·m^1/2、0.354、7.52×10^-13m³/（N·m）,耐酸碱溶液浸渍测试后未观察到明显的锈点。当添加填料的质量分数增加到8%时,复合涂层的性能逐渐下降,耐酸碱溶液浸渍测试后观察到明显的锈点。结论 添加适量的Ti–CNF混合填料能够有效提高环氧树脂的硬度、断裂韧度、摩擦学性能和耐酸碱溶液...     

氮化硅掺杂环氧树脂复合涂层的制备及耐腐蚀性能研究

目的将氮化硅作为填料加入环氧树脂,提高碳钢Q235有机涂层的耐腐蚀性能。方法利用球磨法将氮化硅填料均匀分散在环氧树脂中,探究了不同氮化硅含量涂层对Q235碳钢基体的保护,利用电化学阻抗谱(EIS)、吸水率实验、附着力实验及盐雾实验表征不同氮化硅含量涂层在3.5%NaCl溶液中的耐腐蚀性能。结果添加氮化硅后,涂层的低频阻抗模值及干湿态附着力均有不同程度提高。同时,氮化硅的加入降低了涂层的吸水率,增加了涂层的耐盐雾时间。浸泡初期(0.5 h),环氧树脂涂层(不含氮化硅)的低频阻抗模值为7.7×10~8?·cm~2,添加氮化硅的涂层的低频阻抗模值均增加了两个数量级,氮化硅含量为5%涂层的低频阻抗模值最大,为8.6×10~(10)?·cm~2。随着浸泡时间的增加,不同氮化硅含量的涂层低频阻抗模值均有不同程度的降低。其中,氮化硅含量(占环氧树脂质量的百分比,后文同)为5%的涂层的低频阻抗模值降低程度最小。浸泡2400 h之后,氮化硅含量为5%的涂层的低频阻抗模值最高,仍然能够达到3.3×10~8?·cm~2。结论氮化硅填料的加入提高了涂层的耐腐蚀性能,一定程度上可以保护金属基体免受腐蚀破坏。并且,当氮化硅含量为5%时,涂层的耐腐蚀性能最好。     

防腐抗冲蚀复合涂层制备及性能研究

针对铁路扣件在沿海区域遭受冲蚀和海洋腐蚀难题,本文研制一种新型防腐抗冲蚀复合涂层。采用石墨烯锌防腐底漆和抗冲蚀弹性聚氨酯面漆,通过盐雾实验、电化学测试和涂层硬度测试评价复合涂层的综合防护性能。结果表明,制备的复合涂层抗冲蚀性能较好,在3.5% (质量分数) NaCl溶液中浸泡28 d后涂层电阻仍达到18.9 MΩ·cm²,复合涂层耐盐雾性能超过1500 h。     

烧结钕铁硼磁体表面CeO2/硅烷复合涂层的制备及其耐蚀性能

采用浸涂方式在烧结钕铁硼磁体表面制备CeO2/硅烷复合涂层,研究了硅烷水溶液中纳米CeO2颗粒掺杂量对复合涂层性能的影响,通过扫描电镜、能谱分析仪、动电位极化曲线及中性盐雾试验对所制备的CeO2/硅烷复合涂层的形貌、元素分布以及耐腐蚀性能进行分析。结果表明:纳米CeO2颗粒的添加增强了涂层的硬度,提高了硅烷涂层的屏蔽性能,延长了腐蚀溶液渗入硅烷涂层的腐蚀通道,复合涂层耐中性盐雾试验能力可达24 h。但由于纳米颗粒只是机械的镶嵌到复合涂层中,不会改变硅烷涂层在固化过程中醇基之间脱水缩合反应的本质,在NaCl溶液中,复合涂层依然会形成高低不同的交联密度区,CeO2/硅烷复合涂层失效的主要原因依然是在交联密度低的区域首先水解溶解导致的。     

石墨烯/环氧树脂复合涂层耐腐蚀性能的研究

用匀胶旋涂法在7075铝合金表面制备了与基底结合良好的石墨烯/环氧树脂复合涂层.分别采用SEM和显微硬度计对该复合涂层的表面形貌和硬度进行分析,并测量了复合涂层与基底的结合力;研究了石墨烯含量、涂层厚度对复合涂层耐腐蚀性的影响.结果 表明:石墨烯/环氧树脂复合涂层能明显提高铝合金的耐腐蚀性,当石墨烯含量为0.5wt％、...     

MMT-PPy改性环氧涂层的制备及防腐性能

目的 研究蒙脱土-聚吡咯(MMT-PPy)改性环氧树脂涂层的防腐性能.方法 通过氧化合成法制备PPy,采用插层法制备不同吡咯(Py)含量的MMT-PPy粉末.然后分别制备MMT-PPy/EP涂层、不同Py含量的MMT-PPy复合材料涂层和掺杂不同MMT-PPy含量的复合材料涂层.利用XRD、接触角测量仪、电化学工作站等...     

石墨/TiC改性镍基合金复合涂层的摩擦学性能

为降低纯镍基合金涂层在高接触应力下的摩擦因数并进一步提高其耐磨性能,运用等离子喷涂技术在45#钢表面制备石墨/TiC协同改性镍基合金复合涂层。结果表明：复合涂层的摩擦因数较纯镍基合金涂层降低47.45%,磨损质量降低59.1%。纯镍基合金涂层与GCr15钢对摩时,表面产生明显的滑移和粘着变形,从而使纯镍基合金涂层表现出多次塑变磨损和粘着磨损。在复合涂层的磨损表面形成较软的、富含石墨和铁氧化物的转移层,使得其摩擦因数显著降低,质量磨损大为减少。复合涂层的磨损机理主要为转移层的疲劳剥落。     

Zn-Ni复合涂层的制备及其防腐耐磨性能研究北大核心

采用酸性电镀体系在304不锈钢基体上制备了Zn涂层、Ni涂层及Zn-Ni复合涂层,研究了各涂层的表面形貌、元素含量、结合强度、电化学腐蚀性能以及不同载荷和介质下的摩擦学性能。扫描电镜(SEM)结果显示Zn-Ni复合涂层具有致密的结构和优于基体的表面质量,能量色散光谱(EDS)研究发现Zn-Ni复合涂层在电镀过程中发生了异常共沉积。电化学腐蚀结果表明Zn-Ni涂层具有优于基体和单质涂层的腐蚀性能。往复摩擦试验结果发现,在不同载荷下Zn-Ni涂层具有更稳定的干摩擦性能,磨痕形貌表明Zn-Ni复合涂层在低载荷下以塑性变形和粘着磨损为主,随着载荷增加,涂层主要失效形式转变为裂纹扩展产生的鳞剥。采用三维表面形貌仪对磨损深度进行了表征,Zn-Ni复合涂层在不同载荷下的磨痕深度均小于基体的磨痕深度。     

仿生自修复环氧树脂涂层制备及性能

采用一步原位聚合法制备了脲醛树脂包覆E-51/711微胶囊,观察微胶囊形貌呈球形,为单核结构,表面致密,粒径大小分布为25～375μm。模仿生物组织损伤自愈合原理,将微胶囊引入环氧树脂涂层结构中,设计了潜伏型微胶囊自修复环氧涂层。对不同微胶囊质量分数(5%,10%,15%,20%)的环氧自修复涂层的力学性能进行测试分析,结果表明:随着微胶囊的添加量增大,涂层的冲击强度、附着力级别和巴尔霍兹硬度不断降低,而适量添加微胶囊可提高涂层的附着力。对微胶囊环氧树脂涂料块体试样进行拉伸断裂测试试验,并对涂层进行预置划痕修复试验,结果表明:少量添加微胶囊对涂层起到了一定增韧作用,含微胶囊自修复体系的涂层在受到损伤时能够释放修复剂,填充修复损伤部位。     

氟化石墨烯对环氧树脂涂层耐蚀性能的影响

目的探究氟化石墨烯(FG)添加对环氧树脂(EP)涂层耐蚀性能的影响。方法通过SEM、XRD、FT-IR、AFM、粒径分布对FG的微观组织结构进行表征,利用沉降实验研究FG在EP中的分散稳定性,结合涂层断面形貌研究FG在涂层中的分布情况。采用电化学阻抗谱研究EP涂层和FG改性EP涂层(FG/EP涂层)在3.5%NaCl溶液中的腐蚀行为。结果 FG尺寸约为1μm,厚度为5 nm,呈典型的片层状结构。FG在EP中具有较好的分散稳定性,FG添加使EP涂层的接触角由95.3°提高至110.9°,提高了涂层的疏水性,降低了腐蚀介质与涂层表面的接触面积。在浸泡初期,EP涂层和FG/EP涂层的低频阻抗模值(|Z|0.01 Hz)均在1011Ω·cm2左右。随浸泡时间的延长,EP涂层的|Z|0.01 Hz快速下降至109Ω·cm2,而FG/EP涂层在3000 h浸泡过程中始终维持在1011Ω·cm2以上。涂层电阻(Rc)也表现出相似的变化规律。FG添加提高了EP涂层的屏蔽性能,改善了涂层的长期防护性能。结论 FG添加至EP中,可在涂层内部形成"迷宫效应",提高涂层的屏蔽性能,增加腐蚀介质的扩散路径,延缓...     

石墨烯改性环氧树脂涂层的制备及其性能

为增强传统环氧树脂涂料的耐腐蚀性能,将改性石墨烯与涂料复合,制备了不同石墨烯含量的复合涂层。利用扫描电子显微镜(SEM)、接触角测定仪、显微红外光谱仪、热重分析仪、多功能表面测试仪等表征了添加不同含量石墨烯涂层前后的截面形貌、接触角、耐热性能以及摩擦磨损性能;采用电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线研究涂层浸泡在3.5%Na Cl溶液中的电化学行为,并通过中性盐雾试验测试不同石墨烯含量涂层的耐盐雾腐蚀性能。结果表明:当石墨烯添加量为1%时,涂层各方面性能相对最佳。与未添加改性石墨烯涂层相比,改性石墨烯涂层的接触角增加5°,疏水性能增加;平均摩擦因数从0.28降至0.08,耐磨损性能提高;自腐蚀电流减小,自腐蚀电位正移耐腐蚀性能显著增强;1 800 h盐雾试验中1%石墨烯涂料样板未发生明显腐蚀。     

改性纳米SiO2/环氧树脂杂化涂层对镁合金耐腐蚀性能的影响

目的 研究硅烷改性纳米SiO2/EP(epoxy resin)杂化涂层对镁合金的腐蚀防护作用及其长效服役性.方法 使用γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(KH560)改性纳米SiO2,利用旋涂法在Mg-6.0Zn-0.5Ca-0.6Zr(质量分数)合金表面制备纳米SiO2/EP复合防护涂层.借助扫描电镜(SEM)观测涂层表面及断面形貌,使用原子力显微镜(AFM)表征涂层表面的三维形貌,采用红外衰减全反射光谱仪(ATR-FIIR)分析涂层的化学成分.通过电化学测试研究复合涂层对腐蚀介质的阻隔作用,以及对镁合金试样耐腐蚀性能的影响.结果 纳米SiO2/EP复合涂层内部形成了致密的三维网络状结构,具有良好的致密性.由极化曲线得,涂覆复合涂层的镁合金试样的自腐蚀电流密度由1.31×10?5 A/cm2降低到了2.40×10?9 A/cm2,减小了4个数量级;腐蚀速率由1.61 mm/a降低到1.32×10?5 mm/a,减小了5个数量级,表明SiO2与EP之间强烈的交互作用使涂层具有优异的阻挡作用,有效地改善了镁合金试样的耐蚀性能.由涂层长效服役性看,SiO2/EP涂层在3.5％NaCl溶液里浸泡336 h后,没有出现腐蚀介质在涂层内部扩散的情况.结论 SiO2/EP杂化涂层显著提高了镁合金试样的耐蚀性能,其致密的三维网络状结构有效地阻隔了H2O、Cl?等腐蚀介质在涂层内部的扩散.     

色氨酸功能化石墨烯改性水性环氧涂层的耐蚀行为研究

目的 提高石墨烯在有机涂层中的分散性,并赋予其一定的功能性,制备一种方法简单、环境友好、成本低廉的水性环氧复合涂层。方法 以氧化石墨烯为原料,以1-(3-二甲胺基丙基)-3-乙基碳二亚胺（EDC）为缩合剂,在常温下经酰胺化反应将天然缓蚀剂色氨酸接枝到氧化石墨烯表面。再利用水合肼将其部分还原,得到色氨酸功能化的石墨烯,并成功分散至水性环氧涂层中,制备出色氨酸功能化石墨烯/环氧复合涂层。选用红外光谱仪、拉曼光谱仪、扫描电镜及透射电镜对功能化石墨烯的片层结构和微观形貌进行分析;利用电化学工作站对复合涂层在3.5%NaCl溶液中的耐蚀行为进行评价。结果 色氨酸分子成功接枝在氧化石墨烯表面,且功能化的石墨烯在无水乙醇及水性树脂中表现出优异的分散性。在防护性能方面,较之于空白样及未改性石墨烯/环氧复合涂层,在浸泡40 d后,功能化石墨烯基复合涂层表现出最高的阻抗模值（107 Ω?cm2）及电荷转移电阻值。同时,在所有涂层中,经功能化石墨烯复合涂层覆盖后,金属基底表现出最为轻微的腐蚀。结论 功能性的石墨烯添加至水性环氧涂层中可以显著提高涂层的耐腐蚀性能。     

有机硅和环氧树脂复合改性聚氨酯涂料的研制

通过单因素实验和正交实验,以涂膜的拉伸强度为依据,确定了用有机硅和环氧树脂复合改性聚氨酯涂料时,制备聚氨酯预聚体的单体甲苯二异氰酸酯(TDI)和聚醚二元醇(DL2000)的恰当配比,有机硅、环氧树脂和增塑剂的恰当添加量.以及恰当的反应时间和反应温度.对复合改性涂膜进行了红外光谱分析和热重分析,对比检测了未改性涂料,有机硅改性涂料、有机硅和环氧树脂复合改性涂料的各方面性能.结果表明,有机硅和环氧树脂复合改性的聚氨酯涂料各方面性能良好,涂膜具有较高的力学强度、良好的附着力、较低的吸水率、较好的热稳定性和耐酸碱性能.     

聚苯胺／环氧复合涂层的制备及其耐蚀性能

采用直接混合法简便地合成了纤维状聚苯胺纳米材料（PAni）,其电导率达1．299S·cm。电化学阻抗谱表明,在3．5％NaCl溶液中,聚苯胺添加量为0．4％～0．6％时,涂覆聚苯胺／环氧复合涂层（P／E）的A3钢有很好的耐蚀作用,浸泡2400h后阻抗值仍大于10^9Ω·cm^2。     

聚苯胺原位聚合改性氧化石墨烯制备复合涂层及其耐腐蚀性能研究

目的 提高聚苯胺(PANI)涂层的腐蚀防护性能,并明确其防腐机理.方法 通过原位聚合的方法,采用PANI对氧化石墨烯(GO)进行功能化修饰,并对其在GO表面的生长状态进行调控.利用傅里叶变换红外光谱仪(FTIR)、X射线衍射仪(XRD)、X射线光电子能谱仪(XPS)、拉曼光谱仪(Raman)和场发射高分辨扫描电镜(FESEM),对功能化GO的结构和形貌进行表征和分析;然后将其引入到聚苯胺涂层中,制备PANI/GO复合涂层.采用电化学阻抗谱(EIS)详细研究PANI涂层以及不同的PANI/GO复合涂层对不锈钢基材的腐蚀防护效应,并对其耐腐蚀机制进行探讨.结果 PANI均匀地生长在GO片层上,其结构与形貌可以通过控制苯胺的添加量进行有效调控,且PANI的原位聚合促进了GO的片层剥离及舒展,改善了其分散性以及与涂层间的相容性.与单一PANI涂层相比,PANI/GO复合涂层的稳定开路电压值较大,且当苯胺与GO的质量比为5︰1时,获得的功能化GO的分散效果最佳,对聚苯胺涂层的腐蚀防护性能增强效果最为显著.此时复合涂层表现出最大的容抗弧直径,且电化学阻抗谱拟合后的电荷转移电阻最大,双电层电容最小.结论 PANI涂层本身可以在金属表面形成具有屏蔽作用的保护层,但其非致密的形态结构及腐蚀环境下的分子构型变化损害了涂层的腐蚀防护性能.通过功能结构化GO的复合,尤其是在GO分散性最佳的状态下,可有效提高涂层的致密性和抗渗透性,并且可抑制因质子反应导致的分子构型变化对涂层结构的破坏,从而增强涂层的腐蚀防护性能.     

石墨相碳化氮复合材料的制备及其可见光光催化性能的研究

目的提高半导体石墨相氮化碳(g-C_3N_4)的光催化性能。方法通过Hummers法和半封闭一步热裂解法制备了氧化石墨烯(GO)和g-C_3N_4,再分别利用溶剂热法、热缩聚法和浸渍化学还原法制得相应的TiO_2/g-C_3N_4、ZnO/g-C_3N_4、RGO/g-C_3N_4复合材料。采用X-射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)、紫外-可见漫反射吸收光谱(UV-Vis DRS)和傅里叶变换红外光谱(FT-IR)等手段对复合材料进行表征,并以降解罗丹明B(Rh B)来评价其在可见光下的光催化性能。结果以尿素与三聚氰胺的混合物为原料通过热裂解法制备的g-C_3N_4,比使用纯尿素制备的g-C_3N_4具有更优的催化效果。TiO_2、ZnO、RGO的引入提高了g-C_3N_4的光催化活性,Rh B的降解率分别为95.6%、95.0%、78.1%。RGO质量分数为2.0%时,RGO/g-C_3N_4复合材料的催化效率最高。结论通过g-C_3N_4特殊的能带调控优势与TiO_2、ZnO、RGO的协同作用,提高了复合材料在可见光区的吸收强度和电子传导能力,进而提高了在可见光下的光催化性能。