一種石墨烯改性氧化鈦金屬防腐蝕涂層的制備方法
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種石墨烯改性氧化鈦金屬防腐蝕涂層的制備方法，其依次包括石墨烯前驅(qū)體溶液的制備、氧化鈦溶膠的配制、石墨烯改性氧化鈦粉體的制備、硅烷溶膠的制備、復(fù)合涂料的制備和金屬防腐蝕涂層的制備步驟。其防腐蝕涂層厚度為200-500nm。由于本發(fā)明所制得的石墨烯改性氧化鈦粉體中的TiO2粒子尺度較為均一，且均勻地分布在還原氧化石墨烯片層上，且TiO2的晶型結(jié)構(gòu)為銳鈦礦相和板鈦礦相混合晶型，這種板鈦礦和銳鈦礦的混合晶型構(gòu)成了復(fù)合型能帶結(jié)構(gòu)，有利于提高氧化鈦的光能利用率，延長氧化鈦光陰極保護(hù)過程中電子的遷移路徑，減少電子-空穴的復(fù)合，提高涂層的光致陰極保護(hù)效果。
【專利說明】一種石墨烯改性氧化鈦金屬防腐蝕涂層的制備方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種氧化鈦金屬防腐蝕涂層的制備方法，尤其涉及一種石墨烯改性氧 化鈦金屬防腐蝕涂層的制備方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 對于太陽長時間直射、晝夜溫差大，空氣中鹽堿成分復(fù)雜、濃度高、濕度大的海洋 資源利用相關(guān)工業(yè)【技術(shù)領(lǐng)域】，金屬防腐具有十分重要的意義：金屬腐蝕的發(fā)生和加劇，將顯 著降低金屬材料的強(qiáng)度、塑性、韌性等力學(xué)性能，破壞金屬構(gòu)件的幾何形狀，增加零件間的 磨損，惡化電學(xué)和光學(xué)等物理性能，縮短設(shè)備的使用壽命，甚至造成火災(zāi)、爆炸等災(zāi)難性事 故。
[0003] 現(xiàn)有技術(shù)中，金屬的防腐蝕方法主要分為三大類：金屬的陽極保護(hù)、金屬的陰極保 護(hù)以及金屬表面的非金屬涂裝保護(hù)。其中，陰極保護(hù)涂層是目前廣泛研究應(yīng)用的海洋工業(yè) 領(lǐng)域金屬腐蝕防護(hù)技術(shù)。
[0004] 傳統(tǒng)的陰極保護(hù)通過鋅或鋁材做為犧牲性陽極實(shí)現(xiàn)，但這種金屬防腐方法隨著鋅 或鋁陽極的消耗，其保護(hù)作用會逐漸失效，因而存在使用壽命短、穩(wěn)定性差等天生缺陷。
[0005] 納米氧化鈦光陰極保護(hù)涂層是近年來研究和發(fā)展的新型陰極保護(hù)技術(shù)。當(dāng)用能量 高于氧化鈦吸收閾值的光波（λ < 380nm)照射時，由于光電效應(yīng)，其內(nèi)的電子自價帶激發(fā) 至導(dǎo)帶形成負(fù)電電子（e_)和正電空穴（h+)。在空間電荷層的作用下，空穴集中到電極表 面，與溶液中的電子供體水發(fā)生氧化反應(yīng)；而電子則到達(dá)金屬，使金屬的電極電位降低至腐 蝕電位以下，從而使金屬進(jìn)入陰極保護(hù)狀態(tài)。
[0006] 由于TiO2光陰極保護(hù)是非犧牲性的，因而其克服了傳統(tǒng)陰極保護(hù)的時效問題。研 究表明，氧化鈦涂層在光照條件下對碳鋼、不銹鋼、銅等金屬均可提供有效的光陰極保護(hù)， 并且氧化鈦具有化學(xué)穩(wěn)定性好、無毒性、價格低廉等優(yōu)點(diǎn)，有潛在的應(yīng)用前景。但是，二氧化 鈦只能被紫外光激發(fā)，且激發(fā)產(chǎn)生的光生電子和空穴容易復(fù)合，使二氧化鈦的實(shí)際光電效 率較低，能夠到達(dá)金屬基體的電子數(shù)量也較少，金屬失去陰極保護(hù)的風(fēng)險提高。
[0007] 如果能夠在氧化鈦陰極保護(hù)電極中增加一個電子轉(zhuǎn)移的快速通道，使光激發(fā)電子 迅速遷移至金屬基體，抑制氧化鈦電子和空穴的復(fù)合，將是提高二氧化鈦電極光致陰極保 護(hù)效果的一個可行的方法。
[0008] 石墨烯（GO)具有優(yōu)異的導(dǎo)電性能，其可以作為電子轉(zhuǎn)移的橋梁。近年來，在光催 化領(lǐng)域已有一些報(bào)道制備了石墨烯改性氧化鈦粉體，研究表明石墨烯可以提高二氧化鈦的 光催化效率。
[0009] 現(xiàn)有技術(shù)中，石墨烯/氧化鈦復(fù)合粉體的制備方法多采用先還原、后水熱的兩步 法：
[0010] 中國專利申請CN101658786B公開了一種電子束輻照制備石墨烯基二氧化鈦復(fù) 合光催化劑的方法，其通過在四氟化鈦溶液中加入石墨烯粉末，用超聲分散后得到懸浮 液；然后將該懸浮液置于電子束發(fā)生裝置中，使其經(jīng)受一定制量的電子束輻照，輻照劑量為 70-280KGy ;然后密封后放入60°C的烘箱中反應(yīng)20小時；經(jīng)洗滌、干燥，最終制得石墨烯基 二氧化鈦復(fù)合光催化劑。
[0011] 但這種方法工藝設(shè)備復(fù)雜，并且電子束發(fā)生裝置的應(yīng)用也提高了粉體制備的成 本。
[0012] 中國專利申請CN101890344B公開了一種石墨烯/二氧化鈦復(fù)合光催化劑的制備 方法，步驟如下：將氧化石墨溶于有機(jī)溶劑，超聲處理得到氧化石墨烯分散液；在氧化石墨 烯分散液中加入鈦鹽前驅(qū)體，攪拌均勻；將混合好的分散液轉(zhuǎn)移至水熱反應(yīng)釜，120-200°C 下反應(yīng)4-20小時；將反應(yīng)所得到產(chǎn)物分別用無水乙醇與去離子水清洗，真空40-80°C下干 燥8-24小時得到石墨烯/二氧化鈦復(fù)合光催化劑。
[0013] 這種將氧化石墨溶于有機(jī)溶劑的方法可獲得高質(zhì)量的石墨烯，但石墨烯產(chǎn)率低， 其分散液的濃度過低，在進(jìn)行氧化鈦摻雜改性時難以自由調(diào)控?fù)诫s比例。中國專利申請 CN102553559A公開了一種石墨烯/納米二氧化鈦復(fù)合物的制備方法，其通過將氧化石墨烯 與氧化鈦粉體混合，經(jīng)水熱反應(yīng)后制得石墨烯-P25復(fù)合材料。
[0014] 這種方法直接以氧化鈦晶體為原料，導(dǎo)致氧化鈦粉體在石墨烯片狀結(jié)構(gòu)上的分散 性差，這將減弱涂層的力學(xué)性能，并難以獲得均勻的陰極保護(hù)電流，最終影響金屬的實(shí)際防 腐效果。
[0015] 中國專利申請CN103337611A公開了一種石墨烯和二氧化鈦復(fù)合材料的制備方 法，其通過將石墨烯溶液加至鈦前驅(qū)體溶液中，經(jīng)水解、沉積、干燥，獲得氧化石墨烯和非晶 氧化鈦復(fù)合材料，此混合復(fù)合材料經(jīng)水熱處理進(jìn)行氧化石墨烯的還原和非晶氧化鈦的結(jié) 晶。
[0016] 該技術(shù)方案的制備方法工藝簡單，氧化鈦在石墨烯片上分散性好。但由于經(jīng)過了 非晶氫氧化鈦的沉積和干燥過程，氧化鈦容易在結(jié)晶過程中形成團(tuán)聚和異常長大，同樣將 造成涂層的力學(xué)性能和陰極保護(hù)效果難以保證。
[0017] 并且上述專利申請的技術(shù)方案均僅僅涉及石墨烯/氧化鈦復(fù)合粉體的制備。
[0018] 以氧化鈦的光致陰極保護(hù)性能為基礎(chǔ)，在金屬基體上制備石墨烯改性氧化鈦光致 陰極保護(hù)涂層，提高涂層的陰極保護(hù)性能，現(xiàn)有技術(shù)均未涉及。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0019] 本發(fā)明的目的是，提供一種石墨烯改性的氧化鈦光致陰極保護(hù)涂層的制備方法， 其工藝簡單、制造成本低，并可明顯提高氧化鈦涂層的光致陰極保護(hù)效果。技術(shù)，
[0020] 本發(fā)明為實(shí)現(xiàn)上述目的需要解決的技術(shù)問題是，如何獲得以銳鈦礦和板鈦礦結(jié)構(gòu) 為主的晶相組成，以及如何獲得分散性能好的石墨烯改性氧化鈦涂料，進(jìn)而提高氧化鈦陰 極保護(hù)涂層的防腐蝕保護(hù)效率的技術(shù)問題。
[0021] 本發(fā)明為解決上述技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是，一種石墨烯改性氧化鈦金屬防 腐蝕涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟：
[0022] 第一步，石墨烯前驅(qū)體溶液的制備步驟：
[0023] 按體積份數(shù)，分別量取濃度為2g/L的氧化石墨烯水溶液10-20份、無水乙醇10-30 份，混合后置于超聲波清洗器中超聲分散，制得石墨烯前驅(qū)體溶液；
[0024] 第二步，氧化鈦溶膠的配制步驟：
[0025] 按體積份數(shù)，分別量取分析純鈦酸丁酯10份和無水乙醇30-60份，混合配成A溶 液；
[0026] 按體積份數(shù)，分別量取去離子水10份、分析純冰醋酸10份和無水乙醇10-20份， 混合配成B溶液；
[0027] 攪拌并將上述A溶液與B溶液混合均勻，制得氧化鈦溶膠；
[0028] 第三步，石墨烯改性氧化鈦粉體的制備步驟：
[0029] 邊攪拌邊將石墨烯前驅(qū)體溶液緩慢滴加到氧化鈦溶膠中；
[0030] 繼續(xù)攪拌20分鐘后，轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)8-16小時，取出后，自然冷卻；其 中，水熱反應(yīng)釜置于l〇〇°C的烘箱中；
[0031] 去除上層清液，將下層溶膠進(jìn)行離心分離三次，期間用蒸餾水洗滌離心沉淀至中 性，最后將離心后的沉淀物置于90°c的烘箱中烘干，制得氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體；
[0032] 第四步，硅烷溶膠的制備步驟：
[0033] 按體積份數(shù)，分別量取10份濃度為98%的Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、 10份去離子水和80份無水乙醇，混合均勻后，加入冰醋酸調(diào)節(jié)pH值至4后，室溫下陳化24 小時，制得硅烷溶膠；
[0034] 第五步，氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合涂料的制備步驟：
[0035] 按每升硅烷溶膠中氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體的加入量為5-10g，將上述氧 化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體加入到上述硅烷溶膠中，制得混合懸浮液，再將該混合懸浮 液超聲分散1小時，制得石墨烯改性氧化鈦涂料；
[0036] 第六步，金屬防腐蝕涂層的制備步驟：
[0037] a.將金屬表面打磨平滑，先用去離子水超聲清洗，然后以無水乙醇清洗晾干；
[0038] b.將石墨烯改性氧化鈦涂料料漿以提拉技術(shù)涂覆在經(jīng)預(yù)處理過的金屬表面，室溫 干燥后，置于80°C烘箱繼續(xù)干燥30分鐘；
[0039] c.根據(jù)金屬材質(zhì)和具體使用環(huán)境的腐蝕等級要求，重復(fù)上述步驟b進(jìn)行若干次涂 覆，直至涂層厚度達(dá)到200-500nm。
[0040] 上述技術(shù)方案直接帶來的技術(shù)效果是，一方面，上述方法制備出的涂層中的氧化 鈦的晶相組成為銳鈦礦和板鈦礦結(jié)構(gòu)，而且，氧化鈦粉體均勻分散附著在還原石墨烯片層 上，無團(tuán)聚；因此，上述技術(shù)方案所制備出的石墨烯改性氧化鈦涂料，可有效提高氧化鈦光 致陰極保護(hù)過程中的電子轉(zhuǎn)移效率；
[0041] 另一方面，上述制備方法所制得的金屬防腐蝕涂層，可以大幅提高金屬基體在光 照條件下的腐蝕保護(hù)效果。原因在于，作為陰極保護(hù)涂層無犧牲性的石墨烯改性氧化鈦涂 層，其改性劑石墨烯具有較好的電子傳輸性能，可提高氧化鈦中電子的轉(zhuǎn)移效率，并且光吸 收率低，摻雜不會降低氧化鈦的光吸收性能。因此，在金屬表面涂覆上述改性的納米氧化鈦 涂層，可提高涂層的非犧牲性光陰極保護(hù)效果。
[0042] 優(yōu)選為，上述金屬為鋼或不銹鋼。
[0043] 進(jìn)一步優(yōu)選，上述涂覆次數(shù)為3-5次。
[0044] 本發(fā)明相對于現(xiàn)有技術(shù)，具有以下有益效果：
[0045] 本發(fā)明的金屬防腐蝕保護(hù)涂層的主體為氧化鈦，其化學(xué)穩(wěn)定性好、成本低；尤其是 作為陰極保護(hù)涂層無犧牲性；所用改性劑為石墨烯，其具有較好的電子傳輸性能，可提高氧 化鈦中電子的轉(zhuǎn)移效率；金屬防腐蝕保護(hù)涂層的制備工藝簡單易行，可以大幅提高金屬基 體在光照條件下的腐蝕保護(hù)效果。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0046] 圖1為石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體（GO-TiO2)的X射線衍射圖（XRD);
[0047] 圖2為石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體（GO-TiO2)的透射電子顯微鏡照片（TEM)。

【具體實(shí)施方式】
[0048] 下面結(jié)合實(shí)施例和附圖，對本發(fā)明進(jìn)行詳細(xì)的說明。
[0049] 定義一：本申請文件中，GO-TiO2即為石墨烯/二氧化鈦；
[0050] 定義二：本申請文件中，0· 8% GO-TiO2與I. 6% GO-TiO2分別表示：改性劑石墨烯 在石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體中的質(zhì)量分?jǐn)?shù)為0. 8%和1. 6%。
[0051] 實(shí)施例1
[0052] 石墨烯改性氧化鈦金屬防腐蝕涂層的制備方法，包括如下步驟：
[0053] 第一步，石墨烯前驅(qū)體溶液的制備步驟：
[0054] 按體積份數(shù)，分別量取濃度為2g/L的氧化石墨烯水溶液10份、無水乙醇30份，混 合后置于超聲波清洗器中超聲分散，制得石墨烯前驅(qū)體溶液；
[0055] 第二步，氧化鈦溶膠的配制步驟：
[0056] 按體積份數(shù)，分別量取分析純鈦酸丁酯10份和無水乙醇50份，混合配成A溶液；
[0057] 按體積份數(shù)，分別量取去離子水10份、分析純冰醋酸10份和無水乙醇20份，混合 配成B溶液；
[0058] 攪拌并將上述A溶液與B溶液混合均勻，制得氧化鈦溶膠；
[0059] 第三步，石墨烯改性氧化鈦粉體的制備步驟：
[0060] 邊攪拌邊將石墨烯前驅(qū)體溶液緩慢滴加到氧化鈦溶膠中；
[0061] 繼續(xù)攪拌20分鐘后，轉(zhuǎn)移到水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)10小時，取出后，自然冷卻；其中， 水熱反應(yīng)釜置于KKTC的烘箱中；
[0062] 去除上層清液將下層溶膠進(jìn)行離心分離三次，期間用蒸餾水洗滌離心沉淀至中 性，最后將離心后的沉淀物置于90°c的烘箱中烘干，制得氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體；
[0063] 第四步，硅烷溶膠的制備步驟：
[0064] 按體積份數(shù)，分別量取5份濃度為98%的Y-甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、5 份去離子水和90份無水乙醇，混合均勻后，加入冰醋酸調(diào)節(jié)pH值至4后，室溫下陳化24小 時，制得硅烷溶膠；
[0065] 第五步，氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合涂料的制備步驟：
[0066] 按每升硅烷溶膠中氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體的加入量為5-10g，將上述氧 化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體加入到上述硅烷溶膠中，制得混合懸浮液，再將該混合懸浮 液超聲分散1小時，制得石墨烯改性氧化鈦涂料；
[0067] 第六步，金屬防腐蝕涂層的制備步驟：
[0068] a.將金屬表面打磨平滑，先用去離子水超聲清洗，然后以無水乙醇清洗晾干；
[0069] b.將石墨烯改性氧化鈦涂料料漿以提拉技術(shù)涂覆在經(jīng)預(yù)處理過的金屬表面，室溫 干燥后，置于80°C烘箱繼續(xù)干燥30分鐘；
[0070] c.根據(jù)金屬材質(zhì)和具體使用環(huán)境的腐蝕等級要求，重復(fù)上述步驟b進(jìn)行若干次涂 覆，直至涂層厚度達(dá)到200-500nm。
[0071] 上述金屬分別為碳鋼和不銹鋼304 ;石墨烯改性氧化鈦金屬防腐蝕涂層的涂覆次 數(shù)為3次。
[0072] 實(shí)施例2
[0073] 第一步，石墨烯前驅(qū)體溶液的制備步驟中，按體積份數(shù)，量取無水乙醇10份；
[0074] 第二步，氧化鈦溶膠的配制步驟中，按體積分?jǐn)?shù)，量取無水乙醇40份混合配成A溶 液；量取無水乙醇10份，混合配成B溶液；
[0075] 第三步，石墨烯改性氧化鈦粉體的制備步驟中，在水熱反應(yīng)釜中的反應(yīng)時間為8 小時；其余均同實(shí)施例1。
[0076] 實(shí)施例3
[0077] 第一步，石墨烯前驅(qū)體溶液的制備步驟中，按體積份數(shù)，量取濃度為2g/L的氧化 石墨烯水溶液15份，量取無水乙醇20份；
[0078] 第二步，氧化鈦溶膠的配制步驟中，按體積分?jǐn)?shù)，量取無水乙醇30份混合配成A溶 液；量取無水乙醇20份，混合配成B溶液；
[0079] 第三步，石墨烯改性氧化鈦粉體的制備步驟中，在水熱反應(yīng)釜中的反應(yīng)時間為12 小時；
[0080] 第五步，氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合涂料的制備步驟中，氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù) 合粉體是按每升硅烷溶膠中，氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體的加入量為8g加入的；
[0081] 其余均同實(shí)施例1。
[0082] 實(shí)施例4
[0083] 第一步，石墨烯前驅(qū)體溶液的制備步驟中，按體積份數(shù)，量取濃度為2g/L的氧化 石墨烯水溶液20份，無水乙醇30份；
[0084] 第二步，氧化鈦溶膠的配制步驟中，按體積分?jǐn)?shù)，量取無水乙醇60份混合配成A溶 液；量取無水乙醇10份，混合配成B溶液；
[0085] 第三步，石墨烯改性氧化鈦粉體的制備步驟中，在水熱反應(yīng)釜中的反應(yīng)時間為12 小時；
[0086] 第五步，氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合涂料的制備步驟中，氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù) 合粉體是按每升硅烷溶膠中，氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體的加入量為8g加入的； [0087] 石墨烯改性氧化鈦金屬防腐蝕涂層的涂覆次數(shù)為5次；
[0088] 其余均同實(shí)施例1。
[0089] 分別選取實(shí)施例1和實(shí)施例4所制得的氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體進(jìn)行X射 線衍射（XRD)分析，其結(jié)果如圖1所示：
[0090] 圖1中，實(shí)施例1所對應(yīng)的是0. 8% GO-TiO2的曲線；實(shí)施例4所對應(yīng)的是1. 6% GO-TiO2的曲線。可以看出：
[0091] 衍射峰對應(yīng)的為TiO2的銳鈦礦相和板鈦礦相。
[0092] 這與現(xiàn)有技術(shù)所制備出的石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體，其TiO2獲得多為銳鈦礦相 的結(jié)果存在明顯的不同。
[0093] 板鈦礦為氧化鈦的非穩(wěn)態(tài)過渡相，板鈦礦和銳鈦礦的混合晶型構(gòu)成了復(fù)合型能帶 結(jié)構(gòu)，有利于提高氧化鈦的光能利用率，延長氧化鈦光陰極保護(hù)過程中電子的遷移路徑，減 少電子-空穴的復(fù)合，提高涂層的光致陰極保護(hù)效果。
[0094] 選取實(shí)施例4所制得的氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體進(jìn)行透射電鏡（TEM)觀 測，其結(jié)果如圖2所示：
[0095] 由圖2可以看出，生成的TiO2粒子尺度較為均一，且均勻地分布在還原氧化石墨 烯片層上。
[0096] 并且即使經(jīng)過長時間的超聲振蕩后，TiO2粒子并沒有從還原氧化石墨烯層片上脫 落下來，說明TiO2粒子并不是簡單的附著在還原氧化石墨烯片層上。
[0097] 原因分析：氧化鈦納米粉體在有水條件下，其表面自然吸附有大量羥基，可與石墨 烯片層上的含氧官能團(tuán)（如一 0H，一 C00H)發(fā)生相互作用，從而形成了石墨烯包覆二氧化鈦 的結(jié)合方式，這種結(jié)合方式使在光陰極保護(hù)過程中，TiO2的光生電子更容易轉(zhuǎn)移到還原氧 化石墨烯層片上。
[0098] 取實(shí)施例1-4所制得的涂覆有石墨烯改性氧化鈦（GO-TiO2)防腐蝕涂層的不銹鋼 304,分別與涂覆有未經(jīng)石墨烯改性的TiO2的保護(hù)涂層的不銹鋼304和未涂覆任何保護(hù)涂 層的304不銹鋼試樣，分別在氙燈光照條件下置于質(zhì)量百分比濃度為5%的NaCl溶液中15 天，利用鄰菲羅啉法測量溶液中鐵離子的含量，表征試樣失重，檢驗(yàn)結(jié)果見下表1。
[0099] 表 1

【權(quán)利要求】
1. 一種石墨烯改性氧化鈦金屬防腐蝕涂層的制備方法，其特征在于，包括如下步驟： 第一步，石墨烯前驅(qū)體溶液的制備步驟： 按體積份數(shù)，分別量取濃度為2g/L的氧化石墨烯水溶液10-20份、無水乙醇10-30份， 混合后置于超聲波清洗器中超聲分散，制得石墨烯前驅(qū)體溶液； 第二步，氧化鈦溶膠的配制步驟： 按體積份數(shù)，分別量取分析純鈦酸丁酯10份和無水乙醇30-60份，混合配成A溶液； 按體積份數(shù)，分別量取去離子水10份、分析純冰醋酸10份和無水乙醇10-20份，混合 配成B溶液； 攪拌并將上述A溶液與B溶液混合均勻，制得氧化鈦溶膠； 第三步，石墨烯改性氧化鈦粉體的制備步驟： 邊攪拌邊將石墨烯前驅(qū)體溶液緩慢滴加到氧化鈦溶膠中；繼續(xù)攪拌20分鐘后，轉(zhuǎn)移到 水熱反應(yīng)釜中反應(yīng)8-16小時，取出后，自然冷卻；其中，水熱反應(yīng)釜置于100°C的烘箱中； 去除上層清液，將下層溶膠進(jìn)行離心分離三次，期間用蒸餾水洗滌離心沉淀至中性，最 后將離心后的沉淀物置于90°C的烘箱中烘干，制得氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體； 第四步，硅烷溶膠的制備步驟： 按體積份數(shù)，分別量取10份濃度為98 %的Y _甲基丙烯酰氧丙基三甲氧基硅烷、10份 去離子水和80份無水乙醇，混合均勻后，加入冰醋酸調(diào)節(jié)pH值至4后，室溫下陳化24小時， 制得硅烷溶膠； 第五步，氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合涂料的制備步驟： 按每升硅烷溶膠中氧化石墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體的加入量為5-10g，將上述氧化石 墨烯/二氧化鈦復(fù)合粉體加入到上述硅烷溶膠中，制得混合懸浮液，再將該混合懸浮液超 聲分散1小時，制得石墨烯改性氧化鈦涂料； 第六步，金屬防腐蝕涂層的制備步驟： a. 將金屬表面打磨平滑，先用去離子水超聲清洗，然后以無水乙醇清洗晾干； b. 將石墨烯改性氧化鈦涂料料漿以提拉技術(shù)涂覆在經(jīng)預(yù)處理過的金屬表面，室溫干燥 后，置于80°C烘箱繼續(xù)干燥30分鐘； c. 根據(jù)金屬材質(zhì)和具體使用環(huán)境的腐蝕等級要求，重復(fù)上述步驟b進(jìn)行若干次涂覆， 直至涂層厚度達(dá)到200-500nm。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯改性氧化鈦金屬防腐蝕涂層的制備方法，其特征在 于，所述金屬為鋼或不銹鋼。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述的石墨烯改性氧化鈦金屬防腐蝕涂層的制備方法，其特征在 于，所述涂覆次數(shù)為3-5次。
【文檔編號】C23C24/00GK104388923SQ201410550450
【公開日】2015年3月4日 申請日期:2014年10月17日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月17日
【發(fā)明者】張偉偉, 岳龍飛, 孫海清 申請人:山東科技大學(xué)