本文關(guān)鍵詞：埃洛石-緩蝕劑擔載材料的制備及其性能研究

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【摘要】：目前,防止金屬腐蝕的最主要的方法是緩蝕劑法和在金屬表面形成保護層。但兩種方法皆有不足,前者不能防止金屬在流動的腐蝕介質(zhì)中的腐蝕,后者不能保證破裂的保護層對金屬表面的防腐效果。埃洛石作為天然的粘土礦,因其特殊的結(jié)構(gòu)及豐富的儲量,已被廣泛應用于緩釋、吸附、復合等材料的制備。本研究以埃洛石材料作為載體,通過酸堿刻蝕改性提高埃洛石材料的附載能力,采用超聲、循環(huán)真空和連續(xù)攪拌的方法優(yōu)化擔載材料的制備方法,提高擔載材料的擔載量,研究不同緩蝕劑對應的最佳擔載材料,并初步探索研究了緩蝕機理。首先通過對粘土礦埃洛石進行不同條件下的酸堿刻蝕改性,探索埃洛石的結(jié)晶結(jié)構(gòu)和形態(tài)結(jié)構(gòu)受酸堿刻蝕的影響,考察埃洛石耐酸堿的強度,為其作為載體提供一定的理論基礎(chǔ)。(1)埃洛石主要存在塊狀和管狀兩種結(jié)構(gòu)。(2)酸堿刻蝕管狀埃洛石均可去除內(nèi)表面的氧化鋁層,增加孔徑及孔容,且隨著濃度的增大,刻蝕的程度越大。選擇2-巰基苯并咪唑和2-巰基苯并噻唑兩種緩蝕劑與改性后埃洛石納米管,通過真空、超聲、攪拌的方式進行擔載制備擔載材料,尋求一種簡單高效的制備方法。(1)同種材料的裝載,裝載量從高到低的裝載方式為超聲1h、循環(huán)真空3h、連續(xù)攪拌24h。且最終擔載平衡需要超聲2h。(2)不同預處理方式的埃洛石的擔載量:J-HNTsS-HNTsO-HNTs。(3)當最終擔載量不受溶劑影響時,如緩蝕劑MBI,選擇乙醇作為溶劑。當溶劑影響擔載量,如緩蝕劑MBT,選擇丙酮作為溶劑。(4)擔載分為三個周期,前期是各種情況基本相同;中期是各種情況分離,并快速擔載;后期是各情況明顯分離,并保持平穩(wěn)。(5)擔載動力學符合準二級動力學模型,相關(guān)系數(shù)均高于0.99。依據(jù)最佳擔載方法制備每種緩蝕劑的Y-J-HNTs、Y-S-HNTs、B-J-HNTs、B-S-HNTs四種擔載材料,探究其在腐蝕介質(zhì)中的釋放規(guī)律。(1)塊狀的埃洛石中緩蝕劑的釋放量遠小于管狀的埃洛石。(2)緩蝕劑從擔載材料中釋放的趨勢主要分為兩個階段:前期是快速釋放,后期是平穩(wěn)釋放趨于平衡。(3)緩蝕劑的釋放規(guī)律為酸刻蝕型堿刻蝕型,乙醇型丙酮型。(4)綜合擔載量和釋放百分數(shù)的分析,選擇MBT-B-J-HNTs做為緩蝕劑MBT型的最佳擔載材料,MBI-B-J-HNTs做為MBI型的最佳擔載材料。根據(jù)擔載和釋放規(guī)律的研究,分析緩蝕劑與埃洛石納米管的擔載共分為三類:一是內(nèi)外表面的化學吸附,二是內(nèi)外表面的物理吸附,三是納米管內(nèi)的物理填充。釋放過程中,前期釋放是物理填充的緩蝕劑,后期是物理化學吸附的緩釋劑。以擔載材料作為緩釋防腐材料,鋁合金、鍍鋅鐵板和純銅片為金屬基底,采用動電位極化曲線測試了擔載材料對金屬基底的防腐效果。結(jié)果表明,擔載材料可以起到一定的防腐效果。
【關(guān)鍵詞】：埃洛石 緩蝕劑 防腐性能 擔載材料 擔載量 釋放量
【學位授予單位】：南京航空航天大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2016
【分類號】：TG174.42
【目錄】：

• 摘要4-6
• ABSTRACT6-14
• 縮略詞14-15
• 第一章 緒論15-29
• 1.1 金屬腐蝕的危害15-16
• 1.2 金屬腐蝕的機理16-17
• 1.2.1 金屬腐蝕的分類16-17
• 1.2.2 金屬腐蝕的發(fā)生17
• 1.3 金屬腐蝕的防護方法17-19
• 1.3.1 改善金屬的本質(zhì)或腐蝕環(huán)境17
• 1.3.2 形成保護層17-18
• 1.3.3 電化學保護18
• 1.3.4 緩蝕劑法18-19
• 1.4 緩蝕劑簡介19-25
• 1.4.1 緩蝕劑的分類19-20
• 1.4.2 緩蝕劑的作用機理20-24
• 1.4.2.1 電化學機理21-22
• 1.4.2.2 物理化學機理22-24
• 1.4.2.3 緩蝕劑在金屬表面的酸堿理論24
• 1.4.3 緩蝕劑的研究方法24-25
• 1.5 粘土礦埃洛石簡介25-27
• 1.5.1 埃洛石納米管與碳納米管的比較25-26
• 1.5.2 埃洛石納米管的應用26-27
• 1.6 本文研究目的和研究方案27-29
• 第二章 實驗部分29-33
• 2.1 實驗設(shè)備及原料29-30
• 2.1.1 主要實驗藥品29
• 2.1.2 主要實驗儀器29-30
• 2.2 實驗方案流程30-31
• 2.2.1 擔載材料的制備流程30
• 2.2.2 分析測試流程30-31
• 2.3 測試與表征技術(shù)31-33
• 2.3.1 掃描電子顯微鏡-能譜儀（SEM-EDS）31
• 2.3.2 透射電子顯微鏡（TEM）31
• 2.3.3 傅里葉變換紅外光譜（FT-IR）31
• 2.3.4 比表面積和孔徑分析（BET-BJH）31-32
• 2.3.5 紫外-分光光度計（UV-vis）32
• 2.3.6 電化學測試32-33
• 第三章 埃洛石的改性及其微觀結(jié)構(gòu)33-42
• 3.1 引言33-34
• 3.2 實驗部分34
• 3.2.1 實驗原料及設(shè)備34
• 3.2.2 材料制備34
• 3.2.3 材料的表征34
• 3.3 結(jié)果與討論34-41
• 3.3.1 埃洛石的微觀結(jié)構(gòu)34-37
• 3.3.2 紅外光譜（FT-IR）表征37-39
• 3.3.3 比表面積和孔徑分析39-41
• 3.4 本章小結(jié)41-42
• 第四章 緩蝕劑在粘土礦埃洛石上的擔載42-53
• 4.1 引言42-43
• 4.2 實驗部分43-46
• 4.2.1 實驗原料及設(shè)備43-44
• 4.2.2 擔載材料的制備44
• 4.2.3 擔載量的測定44-46
• 4.3 結(jié)果與討論46-51
• 4.3.1 裝載方式對擔載量的影響46-47
• 4.3.2 埃洛石的預處理方式對擔載量的影響47-48
• 4.3.3 溶劑對擔載量的影響48-49
• 4.3.4 吸附方式的研究49-51
• 4.3.5 吸附機理的研究51
• 4.4 本章小結(jié)51-53
• 第五章 擔載材料在模擬海水中的釋放53-62
• 5.1 引言53-54
• 5.2 實驗部分54-55
• 5.2.1 實驗原料及設(shè)備54
• 5.2.2 釋放規(guī)律的研究54
• 5.2.3 基板的預處理54-55
• 5.2.4 復合材料耐蝕性的初步研究55
• 5.3 結(jié)果與討論55-61
• 5.3.1 緩蝕劑的釋放規(guī)律研究55-57
• 5.3.2 緩蝕劑與埃洛石釋放的機理研究57-58
• 5.3.3 擔載材料的實際應用分析58-61
• 5.4 本章小結(jié)61-62
• 第六章 總結(jié)與展望62-64
• 6.1 總結(jié)62-63
• 6.2 展望63-64
• 參考文獻64-71
• 致謝71-72
• 在學期間的研究成果及發(fā)表的學術(shù)論文72

【參考文獻】

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本文編號：540608