石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备及防腐应用研究进展

导电聚苯胺(PANI)具有易合成、易掺杂等特点,石墨烯(GR)及石墨烯衍生材料具有较高的比表面积、良好的导电性、优异的防液体渗漏等物理和化学性质。两者的复合材料表现出优异的机械、电化学、防腐蚀等性能,引起了广泛的关注。介绍了石墨烯/聚苯胺纳米复合材料的制备方法、影响石墨烯/聚苯胺性能的主要因素以及石墨烯/聚苯胺纳米复合材料在防腐中的应用。系统总结了石墨烯/聚苯胺的防腐机理以及在不同基体涂料中的防腐改性,石墨烯的存在增加了腐蚀介质(如H2O和O2)渗透路径的曲折程度,减缓了金属腐蚀速度,从而提高涂料防腐效率。石墨烯/聚苯胺复合材料在防腐方面具有广阔的应用前景,对石墨烯/聚苯胺的复合状态、防腐机理、环境适应性的深入研究是未来该材料的发展方向。

石墨烯/酒石酸掺杂态聚苯胺的制备及防腐性能

在酒石酸体系下,采用原位聚合法合成还原氧化石墨烯(RGO)/一次掺杂态聚苯胺(PANI)纳米复合材料,经氨水解掺杂后,再对其进行二次掺杂得到RGO/二次掺杂态PANI纳米复合材料。利用傅里叶变换红外光谱、紫外光谱和扫描电子显微镜测试技术,分析了不同配比RGO/PANI纳米复合材料的官能团及表面形态特征。并通过电化学测试技术研究了RGO/PANI薄膜在模拟海水体系中的防腐性能。结果表明,还原氧化石墨烯与苯胺质量比为1∶15时产物形貌及防腐效果最佳,其中,RGO/一次掺杂态PANI的缓蚀效率可达70.2%;RGO/二次掺杂态PANI防腐性能更优,缓蚀率高达75.6%。

石墨烯/醋酸掺杂态聚苯胺的制备及其防腐性能

在醋酸体系中用原位聚合法将石墨烯(RGO)与不同比例的苯胺(ANI)合成RGO/PANI一次掺杂态产物,用氨水解掺杂后再掺杂醋酸制备出RGO/PANI二次掺杂态产物。使用红外光谱、紫外光谱和扫描电镜等手段表征产物的结构和形貌并用电化学技术测试其防腐性能。结果表明,RGO与ANI质量比为1:10时生成的一次掺杂态产物形貌最好,防腐效果最佳;RGO表面生长的聚苯胺长度为300~650 nm,直径为70~100 nm,产物的缓蚀效率可达73.19%;RGO/PANI二次掺杂态产物为石墨烯/醋酸掺杂态聚苯胺;醋酸掺杂可明显改善产物的结构和形貌并提高其缓蚀效率,缓蚀效率可达到80.21%,防腐性能优异。