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《中国海洋大学》 2011年
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二氧化钛纳米管阵列的制备、超疏水改性及耐蚀性能研究

薛超瑞  
【摘要】:随着人类社会的不断发展,人类对海洋的认识不断加深。由于海水具有强烈的腐蚀性,为更加高效的利用海洋资源,开发海水耐腐蚀材料具有重大战略意义。二氧化钛作为一种良好的光催化半导体材料,其在光照射下会产生电子和空穴,当二氧化钛与金属连接时,产生的电子注入金属基体可使其电位低于腐蚀电位从而达到防腐蚀要求。由于防腐过程中二氧化钛本身不发生溶解,可作为一种永久的防腐涂层,二氧化钛涂层防腐是当前应用研究的热点。二氧化钛纳米管阵列不仅具有优良的“光生阴极保护”功能,其特殊的多孔阵列状结构更适于表面超疏水改性。超疏水表面是近年来海洋防腐、防污和减阻领域的一个新的研究方向,因此,本文在阳极氧化制备二氧化钛纳米管阵列的基础上,选用合适的表面改性剂对其进行超疏水改性并进行耐腐蚀性能研究,旨在探索和研究一种新型的海洋用防腐、防污和减阻材料。 首先,本课题采用阳极氧化法在乙二醇电解质溶液体系中制备二氧化钛纳米管阵列。通过改变电压和电解质水含量得到具有不同表面形貌的二氧化钛纳米管阵列。采用扫描电镜及透射电镜观察试样表面形貌,结果表明在高电压和低水含量电解质溶液下二氧化钛纳米管会过腐蚀形成纳米线,过腐蚀程度与电压和电解质溶液粘度呈线性关系。XRD测试结果表明阳极氧化得到的二氧化钛纳米管阵列为无定形态,450℃下热处理2h后转变为锐钛矿晶型。线性极化测试表明阳极氧化后钛金属的耐蚀性有一定程度的提高,其原因主要是纳米管底部具有一层致密的二氧化钛阻挡层。 其次,在具有合适表面粗糙度的二氧化钛纳米管阵列的基础上,本文采用六甲基二硅胺烷对其进行超疏水改性。接触角测试表明改性后试样接触角为152°,超疏水效果明显。EDS分析结果表明六甲基二硅胺烷成功吸附于试样表面。采用线性极化及阻抗测试考察超疏水试样的耐腐蚀性能,结果表明超疏水试样的耐腐蚀性能大幅度提高。分析认为其主要原因主要是超疏水表面与液体之间存在气膜所致。稳定性测试表明超疏水试样在黑暗条件下疏水和耐腐蚀性能降幅较小,稳定性较高。
【学位授予单位】:中国海洋大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2011
【分类号】:TB383.1

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【参考文献】
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