[發(fā)明專利]一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法在審
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201910257314.2 | 申請(qǐng)日： | 2019-04-01 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN111763973A | 公開（公告）日： | 2020-10-13 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 楊仲年;陳宇 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 濱州學(xué)院 |
| 主分類號(hào)： | C25D9/04 | 分類號(hào)： | C25D9/04;C25D5/36 |
| 代理公司： | 暫無(wú)信息 | 代理人： | 暫無(wú)信息 |
| 地址： | 256600 山東*** | 國(guó)省代碼： | 山東;37 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 石墨 烯基超 疏水 低碳鋼 制備 方法 | ||
本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法。本發(fā)明提出的一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法具體為采用電沉積方法制備超疏水結(jié)構(gòu)。具有如下優(yōu)點(diǎn)：一方面利用低碳鋼在亞麻酸介質(zhì)的蝕刻，構(gòu)筑低碳鋼表面粗糙結(jié)構(gòu)，另一方面充分發(fā)揮石墨烯的片層阻擋功能，緩蝕效率達(dá)99％以上，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于功能材料技術(shù)領(lǐng)域，具體涉及一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法。
背景技術(shù)
低碳鋼作為一種通用金屬材料，被廣泛應(yīng)用于化工、電工、電力、航海、兵器等軍工和民用部門，制作熱交換設(shè)備、容器、閥門、泵、渦輪、軸等機(jī)械和部件。然而暴露于腐蝕性介質(zhì)中以及潮濕空氣中時(shí)，會(huì)發(fā)生嚴(yán)重的腐蝕。
近年來(lái)，受“荷葉效應(yīng)”的啟發(fā)，與水滴接觸角大于150°的超疏水表面由于其強(qiáng)大的疏水特性使得水分子以及腐蝕性離子難以滲入超疏水表面內(nèi)部，從而顯著提高金屬材料的耐蝕性能。
目前，常用硬脂酸對(duì)金屬材料的蝕刻作用在金屬材料表面構(gòu)筑超疏水結(jié)構(gòu)，然而此超疏水結(jié)構(gòu)壽命較短，長(zhǎng)期浸泡于腐蝕性介質(zhì)中易被破壞。而目前報(bào)道的超疏水表面制備方法要么需要苛刻的設(shè)備，要么制備時(shí)間太長(zhǎng)。因此，研制一種簡(jiǎn)單高效且長(zhǎng)壽命的超疏水低碳鋼的制備方法具有重要經(jīng)濟(jì)意義和社會(huì)意義。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種快速且長(zhǎng)壽命的超疏水低碳鋼的制備方法，該方法構(gòu)筑的超疏水結(jié)構(gòu)穩(wěn)定，尤其適用于低碳鋼在3.5% NaCl溶液腐蝕介質(zhì)中的防護(hù)。
本發(fā)明提出一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法，該制備方法包含以下步驟：
(1) 低碳鋼預(yù)處理：
低碳鋼首先分別經(jīng)60目、120目、320目、600目及1200目砂紙打磨，以除去表面的雜質(zhì)、氧化物，再用無(wú)水乙醇、丙酮超聲清洗10分鐘，除去有機(jī)物，然后經(jīng)N2吹干備用；
(2) 電沉積制備超疏水結(jié)構(gòu)：
電解液配方由氧化石墨烯、亞麻酸和無(wú)水乙醇組成，其質(zhì)量分?jǐn)?shù)分別為：氧化石墨烯15% - 30%、亞麻酸15% - 30%、無(wú)水乙醇40% - 70%，各組份百分含量之和為100%。本發(fā)明提出的超疏水低碳鋼的制備方法為恒定電位為2 - 5 V，電沉積時(shí)間為4 - 12 h， 溫度為30-50 °C。本發(fā)明一方面利用亞麻酸對(duì)低碳鋼的蝕刻；另一方面利用氧化石墨烯在低碳鋼表面強(qiáng)的吸附力，從而形成高阻擋性能的膜層，來(lái)構(gòu)筑超疏水表面，使得超疏水低碳鋼具有優(yōu)良的耐蝕性。制備工藝簡(jiǎn)單、重現(xiàn)性好、無(wú)需任務(wù)昂貴的設(shè)備，具有廣泛的工業(yè)應(yīng)用前景。
本發(fā)明的有益效果是：
1. 本發(fā)明提供一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法，可顯著提高其在3.5% NaCl溶液腐蝕介質(zhì)的耐蝕性能；
2. 本發(fā)明提供一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法，其中電解液采用亞麻酸和氧化石墨烯，得到的膜層超疏水性能更優(yōu)；
3. 本發(fā)明提供一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法，施加電壓較低，可有效降低能耗；
4. 本發(fā)明提供一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法，電沉積時(shí)間較短，在2 V電壓時(shí)僅需6小時(shí)可構(gòu)筑超疏水表面；
5. 本發(fā)明提供一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法，超疏水膜壽命更長(zhǎng)；
6. 本發(fā)明提供一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法，不僅具有超疏水結(jié)構(gòu)，而且具有優(yōu)異的耐蝕性能，在3.5% NaCl溶液腐蝕介質(zhì)中對(duì)低碳鋼具有優(yōu)異的保護(hù)效果；
7. 本發(fā)明提供一種石墨烯基超疏水低碳鋼的制備方法，其中制備方法簡(jiǎn)單，能耗低，電解液配方無(wú)毒無(wú)污染，可進(jìn)行大規(guī)模工業(yè)應(yīng)用。
附圖說(shuō)明
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