超疏水性聚苯胺微/纳米结构的合成及防腐蚀性能
学术干货超疏水那点事儿(江雷院士十年经典文献盘点)

学术⼲货超疏⽔那点事⼉(江雷院⼠⼗年经典⽂献盘点)谈到仿⽣材料或者聊到超疏⽔材料,江雷教授⼀定是必聊的话题。
江雷教授在仿⽣功能界⾯材料的制备及物理化学性质研究等领域是绝对是名副其实的⼤⽜,在2009年当选中科院院⼠时,年仅44岁。
这不,今年2⽉份,江雷教授因在超疏⽔性和亲⽔性涂层⽅⾯的贡献当选为美国国家⼯程院外籍院⼠。
⼈⽣赢家,舍“江”其谁?在超疏⽔材料势头不减当年的今天,我们⼀起跟着江教授,⼀起聊⼀聊超疏⽔那点事吧!坦诚讲,⼩编作为门外汉,并不能很好地判断哪些是超疏⽔⽅⾯的经典⽂献。
好在有数据在,帮助⼩编搜集到了诸多好⽂并加以整理,现在和⼤家分享!⼩编利⽤Web of Science核⼼合集为检索平台,以超疏⽔为主题检索词,对江雷教授近⼗年(2006-2016)的SCI论⽂进⾏了检索(具体检索式见⽂末),除去综述⽂章后,挑选了被引次数≥100,或者年平均被引次数≥20的⽂章进⾏了整理和汇总,希望能给对超疏⽔感兴趣的亲们提供⼀些便利!<2006年>1,⼀步溶液浸渍法制备加⼯稳定的仿⽣超疏⽔表⾯One-step solution-immersion process for the fabrication of stable bionic superhydrophobicsurfaces(Adv. Mater., 2006, 18, 6 DOI: 10.1002/adma.200501794 被引=331次期刊IF=18.96)仿⽣形态发⽣技术对合成纳⽶、微⽶尺度的⽆机晶体和有机/⽆机复合材料⼗分流⾏,能够精确控制材料的尺⼨、形态、取向、组织和复杂形态。
众所周知,形态发⽣过程已经被⽤来制造独特的功能性表⾯,诸如具有⾃清洁功能的超疏⽔表⾯等。
超疏⽔表⾯的制备⽅法多样,⼤多数是对莲花叶⽚表⾯的仿⽣,但都有⼀定的局限性,如⼯作环境受限、材料价格昂贵、耐候性持久性差等。
本⽂,作者介绍了⼀种⾮常简易可⾏的⽅法,构造了⼀种环境稳定性强的脂肪酸⾦属羧酸盐超疏⽔表⾯。
超疏水性聚苯胺微-纳米结构的制备及防腐性能研究

超疏水性聚苯胺微-纳米结构的制备及防腐性能研究超疏水性聚苯胺微/纳米结构的制备及防腐性能研究引言:随着科技的快速发展,材料科学领域的研究进展日新月异。
在防腐领域,超疏水性材料被广泛应用于防腐涂料、防冻材料等方面。
聚苯胺是一种常用的聚合物材料,具有良好的导电性和化学稳定性,可用于制备超疏水性材料。
本研究旨在通过制备聚苯胺的微/纳米结构,探索其在防腐方面的应用潜力。
一、制备超疏水性聚苯胺微/纳米结构1. 原料准备用苯胺作为单体,过硫酸铵作为引发剂和氯化铁作为氧化剂制备聚苯胺。
2. 制备聚苯胺微/纳米结构将聚苯胺溶液放入容器中,并在其表面放置一种粘度较低的溶液,形成“液滴法”。
利用旋涂或浸渍法在基材上制备聚苯胺微/纳米结构。
3. 热处理将制备好的聚苯胺微/纳米结构置于高温炉中进行热处理,使其具有更高的结晶度和完整的表面。
二、表征聚苯胺微/纳米结构的超疏水性质1. 扫描电子显微镜(SEM)观察使用SEM观察聚苯胺微/纳米结构的形貌和粒径分布。
2. 接触角测量使用接触角仪测量聚苯胺微/纳米结构对水的接触角,以评估其超疏水性质。
3. X射线衍射(XRD)分析通过XRD分析研究不同热处理条件下聚苯胺微/纳米结构的结晶性能。
三、超疏水性聚苯胺微/纳米结构的防腐性能研究1. 腐蚀试验将超疏水聚苯胺微/纳米结构应用于金属基材表面,进行盐雾腐蚀试验,评估其防腐性能。
2. 天气老化试验将超疏水聚苯胺微/纳米结构暴露在室外自然环境中,通过观察其表面氧化和耐磨性评估其防腐性能。
3. 超疏水性的机理研究通过表面能理论和结构分析,探索聚苯胺微/纳米结构超疏水性的形成机理。
结论:本研究通过制备超疏水性的聚苯胺微/纳米结构,成功实现了其在防腐领域的应用。
实验结果表明,聚苯胺微/纳米结构具有良好的超疏水性能和优异的防腐性能。
这种材料可以广泛应用于防腐涂料、防腐包装材料等领域,并具有较高的应用前景。
未来的研究可以进一步探索聚苯胺微/纳米结构的制备方法和防腐性能的优化通过对聚苯胺微/纳米结构的研究,我们成功实现了其在防腐领域的应用。
聚苯胺防腐性能及应用

04
聚苯胺在其它防腐领域的应用
聚苯胺在化学储罐防腐中的应用
化学储罐防腐要求
化学储罐需要防止各种化学物质的腐蚀,保持储罐的完整性和安全性。
聚苯胺在化学储罐防腐中的应用
聚苯胺具有优异的电绝缘性能和化学稳定性,可以作为化学储罐的内壁防腐涂料。它能够有效地抑制化学物质的 腐蚀,提高储罐的使用寿命。
聚苯胺在石油管道防腐中的应用
聚苯胺在酸性环境中的防腐作用
聚苯胺在酸性环境中能够通过吸附在金属表面形成一层保护膜,阻止氢离子与 金属反应,从而起到防腐作用。
聚苯胺在碱性环境中的防腐性能
碱性环境对金属腐蚀的影响
在碱性环境中,金属表面容易发生腐蚀,主要是由于氢氧根离子与金属反应生成 氢气,导致金属表面形成腐蚀产物。
聚苯胺在碱性环境中的防腐作用
聚苯胺在碱性环境中能够通过吸附在金属表面形成一层保护膜,阻止氢氧根离子 与金属反应,从而起到防腐作用。
聚苯胺在其它环境中的防腐性能
氧化性介质中的防腐性能
聚苯胺在氧化性介质中能够通过吸附在金属表面形成一层保 护膜,阻止氧化剂与金属反应,从而起到防腐作用。
还原性介质中的防腐性能
聚苯胺在还原性介质中能够通过吸附在金属表面形成一层保 护膜,阻止还原剂与金属反应,从而起到防腐作用。
时间,降低维护成本。
聚苯胺在氟碳防腐涂料中的应用 Nhomakorabea1 2
氟碳的特性
氟碳具有极佳的耐候性、耐化学品性、耐磨损性 等特性,广泛应用于防腐涂料领域。
聚苯胺在氟碳防腐涂料中的作用
聚苯胺可以作为氟碳的改性剂,提高涂料的附着 力和耐腐蚀性。
3
应用效果
聚苯胺在氟碳防腐涂料中的应用可以提高涂料的 防腐性能,延长防腐时间,降低维护成本。
超疏水涂层微纳米材料可控合成及应用研究

超疏水涂层微纳米材料可控合成及应用研究一、概述超疏水涂层微纳米材料是指在材料表面形成的一种具有极强疏水性能的特殊涂层,其表面能极低,使得水珠在其表面呈现出高度的球形,与其表面接触的接触角大于150°,使得水珠在其表面上几乎不会留下痕迹。
超疏水涂层具有优异的抗粘性和自清洁性,因此在汽车玻璃、建筑材料、纺织品等领域具有广阔的应用前景。
本文旨在介绍超疏水涂层微纳米材料可控合成的研究现状和应用前景。
二、超疏水涂层微纳米材料合成技术1. 化学气相沉积法(CVD)化学气相沉积法是一种常用的超疏水涂层微纳米材料合成技术,通过将含有相应金属或氧化物前驱体的气体输入反应室,经过热解反应在基底表面沉积出纳米级的超疏水材料。
该方法可以实现对材料组分、结构和形貌的精确控制,形成具有特定性能的超疏水涂层微纳米材料。
2. 溶胶-凝胶法溶胶-凝胶法是一种将含有金属离子或其他前驱体的溶液先制备成溶胶,然后通过加热或化学反应促使其中的物质发生凝胶化,最终得到超疏水涂层微纳米材料的方法。
该方法简单易行,能够实现大面积均匀的涂层覆盖。
3. 电化学沉积法电化学沉积法是一种利用电解池在基底表面沉积出所需材料的方法,通过控制电极电势、电流密度以及电解液成分可以精确调控涂层的组分和结构,实现超疏水特性。
4. 其他新技术除了上述常用的合成技术,还有一些新的技术不断涌现,如等离子体辅助化学气相沉积法、模板法、离子束辅助沉积法等,这些新技术为超疏水涂层微纳米材料的合成提供了更多的选择和可能性。
三、超疏水涂层微纳米材料在汽车领域的应用超疏水涂层微纳米材料在汽车领域具有广泛的应用前景。
涂覆超疏水涂层微纳米材料的汽车玻璃可以有效抵抗雨水和污垢的侵蚀,使驾驶者在雨天视野更加清晰,提高行车安全性。
涂覆超疏水涂层微纳米材料的汽车车身可以减少灰尘、泥浆等污垢的附着,减少清洗和维护的频率和成本。
超疏水涂层还可以应用于汽车轮胎和底盘部件,减少泥浆和水花的粘附,延长汽车的使用寿命。
聚苯胺防腐性能及应用

02
聚苯胺应用场景拓 展
成功将聚苯胺应用于石油管道、 桥梁、船舶等领域,有效延长了 使用寿命。
03
聚苯胺制备工艺优 化
研发出一种环保、高效的聚苯胺 制备工艺,降低了生产成本,有 利于工业化生产。
对未来研究方向进行展望
聚苯胺与其他材料复合研 究
探索聚苯胺与其他材料如石墨烯、纳米粒子 等复合,以进一步提升其防腐性能和应用范 围。
应用前景
复合涂层系统具有广阔的应用前景,聚苯胺的加入可以为其带来更 多的可能性。
05
CATALOGUE
环境友好型聚苯胺开发及挑战
环境友好型聚苯胺设计思路
结构设计
通过改变聚苯胺分子链结构,引入功能性基团,提高其溶解性和可加工性,降低生产过程中的能耗和排放。
合成方法优化
采用绿色合成方法,如生物合成、电化学合成等,减少化学合成过程中产生的废弃物和副产物,降低对环境的影响。
加速老化试验
通过提高环境温度、湿度等条件,加速聚苯胺涂层的老化过程,评 估其在恶劣环境下的防腐性能。
防腐性能指标解读
防护效率
聚苯胺涂层对金属基材的防护效率,可通过对比涂层与未涂层金 属的腐蚀速率进行计算。
附着力
聚苯胺涂层与金属基材之间的附着力强弱,直接影响涂层的防腐性 能和使用寿命。
耐水性、耐化学介质性
聚苯胺涂层在高温、高压环境下保持稳定,有效 防止反应釜的腐蚀。
电力行业金属结构防腐
输电线路铁塔防腐
聚苯胺涂层可提高铁塔的耐腐蚀性能,减少维护成本 。
风力发电机塔筒防腐
聚苯胺涂层可抵御风沙、盐雾等恶劣环境对塔筒的侵 蚀。
变电站设施防腐
聚苯胺涂层具有优异的耐候性能,可保护变电站设施 免受自然因素侵蚀。
超疏水导电聚苯胺的界面聚合

基金项 目: 国家“ 九七三 ” 计划项 目( 批准号 : 0 0 B 37 1 、国家 自然科学基金 ( 2 1C 94 0 ) 批准号 : 07 0 6 、 2 94 0 ) 北京市 自然基金 ( 准号 : 批 20 0 7 、 12 2 ) 新世纪优秀人才支持计划( 批准号 : E T0 - 3 ) 中央高校基本科研业务专项资金 ( N C - 0 0和 80 批准号 : wF1-1 1 ) Y - 0 6 资助. 0 B 联系人简介 : 朱 江 英, , 女 博士 , 教授 , 博士生导师 , 主要从事导电聚合物研究.Em i zui @b a.d . n - a : h y g ua eu e l n 雷, , 男 博士 , 教授 , 博士生导师 ,中国科学院院士 , 主要从事仿 生智能界面材料研究 .
米 纤维 自组 装 成三 维空 心微 球 , 且该 三维 微/ 并 纳米 结构 的导 电聚苯胺 同时表 现 出导 电性 和超疏 水性 .
1 实 验部 分
1 1 试 剂 与仪 器 .
苯胺 ( n , A ) 纯度 9 .% , 9O 北京化工厂 , 使用前减压蒸馏 ; e 1 ・ H O 分析纯 , F C。 6 : , 国药集团化学试
( .北京航空航天大学化学与环境 学院 , 1 仿生智 能界面科学与技术教育部重点实验室 , 北京 10 9 ; 0 1 1 2 .中国科学 院化学研究所有机 固体重点 实验 室 , 北京 10 9 ) 0 10 摘要 采用界 面聚合 和无模 板法相结合 的方 法 ,以具有 疏水链 的全 氟癸二 酸 ( F E 为掺 杂剂 ,通过 调节 P S A)
ห้องสมุดไป่ตู้
苯胺单体和 F C e 1氧化剂 的浓 度实现了聚苯胺三维微/ 纳米结构形貌 和尺寸 的可控制 备.扫描 电子显微 镜测
聚苯胺及其在涂料中的应用

For personal use only in study andresearch; not for commercial use聚苯胺及其应用摘要:本文综述了聚苯胺的合成、掺杂,以及聚苯胺在涂料、功能材料等方面的应用。
1 聚苯胺的简介1.1 聚苯胺的结构早在1862年,HLethely就报道了聚苯胺(PANI),但直到20世纪70年代后期人们才对聚苯胺进行了深入的研究。
聚苯胺可以很容易地用苯胺以化学或电化学方法合成,苯胺单体在酸性条件下化学氧化,或在酸性溶液中进行电化学氧化,即可获得聚苯胺。
但由于聚合产物不溶不熔,因而究竟发生了什么聚合反应,聚合产物是什么结构,当时人们是不清楚的。
1984年,被美国宾夕法尼亚大学的化学家MacDiarmid提出聚苯胺的分子结构模型,得到了大多数学者的认同,如下图所示。
聚苯胺由还原单元苯二胺和氧化单元醌二亚胺两部分组成,并且根据其氧化还原程度(0≤y≤1),可以分为全还原态(y=l,简称LEB),全氧化态(y=0,简称PNB),以及中间氧化态(也称为本征态,y=0.5,简称EB)。
全还原态(y=l)和全氧化态(y=0)都为绝缘态,在0<y<1的任一状态都能通过质子酸掺杂,从绝缘体变为导体,且当y=0.5时,其电导率最大。
目前关于聚苯胺的研究大都集中在它的中间氧化态(EB)。
这不仅因为该态稳定,而且它能通过质子酸掺杂(如盐酸等),使其由绝缘体转变为导体。
1.2 聚苯胺的制备方法聚苯胺的制备方法有两种,一种是电化学合成法,另一种是化学氧化合成法。
1.2.1 电化学合成法电化学法制备聚苯胺是在含苯胺的电解质溶液中,选择适当的电化学条件,使苯胺在阳极上发生氧化聚合反应,生成粘附于电极表面的聚苯胺薄膜或是沉积在电极表面的聚苯胺粉末。
聚苯胺的电化学聚合方法有动电位扫描法、恒电流聚合、恒电位法以及脉冲极化法。
影响聚苯胺的电化学法合成的因素有:电解质溶液的酸度、溶液中阴离子种类、苯胺单体的浓度、电极材料、聚合反应温度等。
环氧树脂防腐涂料的研究进展及发展趋势

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2021
03
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通讯作者:齐福刚,
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作者简介:张治财 (
1994—),男,湖北鄂州人,硕士,师承欧阳晓平院士,从事重防腐复合涂层研究。
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图 1 环氧树脂微孔结构示意图
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2 改性研究方案设计
无机纳米填料、环氧树脂分子设计、宏观结构设计
等是目前改性环 氧 树 脂 涂 料 最 主 流、效 果 最 显 著 的 几
种改性方案。本章节接下来将详细讲述这几种改性方
案的优缺点以及在实际中的应用情况。
06069
张治财 等:环氧树脂防腐涂料的研究进展及发展趋势
文章编号:
1001
9731(
2021)
06
06069
07
环氧树脂防腐涂料的研究进展及发展趋势
张治财,齐福刚,赵
镍,欧阳晓平,唐
俊,周
*
遨,谭雅莉
(湘潭大学 材料科学与工程学院,湖南 湘潭 411105)
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微/ 纳米 结构表现出最佳的防腐蚀性能 ( 叼=9 4 . 7 0 %) .
关键词 超疏水性 ; 聚苯胺微/ 纳米结构 ; 腐蚀与防护 ;浸润性
O 6 3 1 文献标志码 A 中 图分 类 号
金 属腐蚀 的防护技 术 主要有 使用 耐腐 蚀材 料 、电化 学 保 护 、涂 层保 护 和缓蚀 剂 等 .其 中涂层 保 护 是 一种 经济 有效 和最 普遍应 用 的方法 ¨ J .目前 最有 效 的方 法是 用 含有 铬 酸盐 的涂 层 , 但 是 铬 酸盐 具 有 高毒性 , 对人 类健 康和 环境 构成 巨大威 胁 , 最 终将 被禁 止使 用 . 5 J .超疏 水性 的导 电聚合 物无 毒 , 环
并 在涂 覆层 上钻孔 露 出金属 表 面 ,发现 在质量 分数 3 . 5 %的 N a C 1 溶 液 中仍 具有 一定 的保 护作 用 , 显 然 导 电 聚合物 对金 属 的防腐效 果并 非简 单 的机械 屏蔽 作用 .将 疏水 性 的导 电聚合物 作 为金 属表 面 防护 涂 层 的研究 较 少 , 因此 结合疏 水 材料 的超疏 水性 能 和导 电聚合 物 的优 异 性能 ,将超 疏 水性 的导 电聚合 物
Vo 1 . 3 4
2 0 1 3年 8月
高 等 学 校 化 学 学 报
CHE MI CAL J OURNAL OF CHI NE S E UNI VERS I T I E S
No . 8
1 9 9 9 ~2 0 O 4
d o i : 1 0 . 7 5 0 3 / c j c u 2 0 1 3 0 2 1 4
超 疏 水 性 聚 苯 胺 微/ 纳 米 结 构 的 合 成 及 防 腐 蚀 性 能
邢 翠 娟 ,于 良民 ,张 志 明
( 中国海洋大学 , 海洋 化学 理论 与工程技术教育部重点实验室 , 化学化工学 院 , 青岛 2 6 6 1 0 0 ) 摘要 以苯胺为单体 ,过硫酸铵为氧化剂 , 通过 改变不 同的掺杂 剂 , 采用“ 无模板 ” 法合 成 了具有 不 同浸 润
境友好 , 将会取代含有铬酸盐的涂层. 超疏水材料 的迅速发展使其在腐蚀防护领域 的应用越来越多. J i a等 在 铝合金 表 面制备 了具 有一 定耐 蚀性 能 的超疏水 表 面 , 结 果表 明 , 超 疏水 表面 提高 了铝合金 基 体 的耐蚀 性 能 , 这 主要是 由于 超疏水 性 的表 面能有 效地 抑 制腐 蚀性 的物质 向 电极 表 面扩 散 , 也 能抑 制 腐蚀产物向溶液中扩散.导电聚合物具有优越 , 能有效促使 电极表面钝化.另外 , P u d 等 将聚苯胺直接涂覆在铁 电极上 ,
A 3碳钢 的防腐蚀 性 能 ,比较 了不 同浸 润聚苯 胺微/ 纳 米结构 对碳 钢表 面 的保护效 果 .
1 实验 部 分
1 . 1 试 剂与 仪器
苯胺 ( A n i , 使 用前 减 压蒸 馏 ) 、 过 硫 酸铵 ( A P S ) 、乙醇 和 乙醚 , 北 京 化 工厂 ;间 甲酚 、乙酸 、十 二 酸、 全 氟辛 酸 和 Ⅳ- 甲基 吡 咯烷酮 ,国药集 团化 学试 剂有 限公 司 , 所有 试剂 均为分 析纯 . 梅 特勒 托利 多称 重系统 有 限公 司 S C A 2 1 0电子 天平 ;H i t a c h i 公司 H i t a c h i . 5 3 0场发射 扫描 电子显微 镜( S E M) ;德 国 B r u k e r 公司 E q u i n o x 5 5型 傅 里 叶 红 外 光 谱 仪 ( F T I R) ,K B r 压 片 ; 日本 H i t a c h i 公 司
用 于金 属 的防护具 有 重要 意义 .
本 文 以苯胺 为单体 ,过硫 酸铵 为氧化 剂 , 通 过改 变不 同 的掺杂 剂 , 采用“ 无模 板 ” 法 合成 了不 同浸
润性( 3 3 . 9 。一1 5 7 . 8 。 ) 的 聚苯 胺 微/ 纳米 结 构 .研 究 了聚 苯胺 微/ 纳 米结 构 膜 在 0 . 1 mo l / L H S O 中对
性 的聚苯胺微/ 纳米结构 , 并得到超疏水 聚苯胺微/ 纳米结构.采用红外 吸收光谱 、 紫外 一 可见 吸收光谱 、 x射 线衍射及扫描 电镜对聚苯胺微/ 纳米结构及形 貌进行 了表征 ,测定 了聚苯胺 微/ 纳 米结构 的接触角 ,并通 过 T a l e 1 极化 曲线和 电化学交流阻抗研究 了不 同疏水性 的聚苯胺微/ 纳米结构在 0 . 1 mo l / L H S O 溶液中对碳 钢 的腐蚀防护作用 ,探讨了聚苯胺微/ 纳米结构 的表 面浸 润性对腐蚀 防护性能 的影响.研 究结果表 明 , 随着 聚 苯胺微/ 纳米 结构疏水性的增强 , 对碳钢 的腐蚀 防护作 用增 强 ,当掺杂剂为全 氟辛 酸时所制 备的超水 聚苯胺
U V 3 1 0 0 型紫外一 可见吸收分光光度计 ;日 本理光 电机株式会 D / m a x - 2 4 0 0 X射线衍射仪 ; 瑞士 M e t t l e r .
收 稿 日期 : 2 0 1 3 - 0 3 - 0 8 .
基金项 目:国家 自然科学基金 ( 批准号 : 5 0 9 7 3 0 9 8) 、海洋公益性 行业科研 专项经 费( 批准号 : 2 0 1 0 0 5 0 2 8 - 2 ) 和 国家科技支撑计 划 ( 批准号 : 2 0 1 2 B AB 1 5 B 0 2 ) 资助. 联系人简介 :张志 明,女 , 博士 ,教授 , 博 士生导师 ,主要从事导 电聚合物微/ 纳米结构研究.E - m a i l :z z mc y j @O U C . e d u . c a