[发明专利]一种石墨烯基超疏水B30铜镍合金的制备方法

说明书

本发明属于功能材料技术领域，涉及一种石墨烯基超疏水B30铜镍合金的制备方法。本发明提出的一种石墨烯基超疏水B30铜镍合金的制备方法具体为采用电沉积方法制备超疏水结构。具有如下优点：一方面利用B30铜镍合金在亚麻酸介质的蚀刻，构筑B30铜镍合金表面粗糙结构，另一方面利用苯并三氮唑与铜形成螯合物，同时通过氧化石墨烯在铜表面的强吸附充分发挥其片层阻挡功能，使得超疏水B30铜镍合金具有优异的耐蚀性能，缓蚀效率达97％以上，具有广泛的工业应用前景。

技术领域

本发明属于功能材料技术领域，具体涉及一种石墨烯基超疏水B30铜镍合金的制备方法。

背景技术

随着铜镍合金B30在国民经济的应用越来越广泛，特别是在我国和其他国家作为发电机组的重要组成部分－凝汽器，其管材大部分都采用铜镍合金B30，然而受到各种因素的影响，尤其存在Cl^-侵蚀时，会造成凝汽器铜镍合金管的腐蚀，这已经成为电厂能否安全和经济运行的突出问题。

近年来，受“荷叶效应”的启发，与水滴接触角大于150°的超疏水表面由于其强大的疏水特性使得水分子以及腐蚀性离子难以渗入超疏水表面内部，从而显著提高金属材料的耐蚀性能。

目前，常用硬脂酸对金属材料的蚀刻作用在金属材料表面构筑超疏水结构，然而此超疏水结构寿命较短，长期浸泡于腐蚀性介质中易被破坏。而目前报道的超疏水表面制备方法要么需要苛刻的设备，要么制备时间太长。因此，研制一种简单高效且长寿命的超疏水B30铜镍合金的制备方法具有重要经济意义和社会意义。

发明内容

针对现有技术中存在的问题，本发明提出一种快速且长寿命的石墨烯基超疏水B30铜镍合金的制备方法，该方法构筑的超疏水结构稳定，尤其适用于B30铜镍合金在海水腐蚀介质中的防护。

本发明提出一种石墨烯基超疏水B30铜镍合金的制备方法，该制备方法包含以下步骤：

(1) B30铜镍合金预处理：

B30铜镍合金首先分别经60目、120目、320目、600目及1200目砂纸打磨，以除去表面的杂质、氧化物，再用无水乙醇、丙酮超声清洗10分钟，除去有机物，然后经N₂吹干备用；

(2) 电沉积制备超疏水结构：

电解液配方由氧化石墨烯、亚麻酸、苯并三氮唑和无水乙醇组成，其质量分数分别为：氧化石墨烯10% - 20%、亚麻酸20% - 30%、苯并三氮唑5% - 10%、无水乙醇40% - 70%，各组份百分含量之和为100%。本发明提出的超疏水B30铜镍合金的制备方法为恒定电位为2 - 5V，电沉积时间为5 - 15 h， 温度为30-50 °C。本发明一方面利用亚麻酸对B30铜镍合金的蚀刻；另一方面利用苯并三氮唑与铜形成螯合物，同时，利用氧化石墨烯在B30铜镍合金表面强的吸附力形成在高阻挡性能的膜层，来构筑超疏水表面，使得超疏水B30铜镍合金具有优良的耐蚀性。制备工艺简单、重现性好、无需任务昂贵的设备，具有广泛的工业应用前景。

本发明的有益效果是：

1. 本发明提供一种石墨烯基超疏水B30铜镍合金的制备方法，可显著提高其在海水腐蚀介质的耐蚀性能；

2. 本发明提供一种石墨烯基超疏水B30铜镍合金的制备方法，其中电解液采用亚麻酸和氧化石墨烯，得到的膜层超疏水性能更优；

3. 本发明提供一种石墨烯基超疏水B30铜镍合金的制备方法，施加电压较低，可有效降低能耗；

4. 本发明提供一种石墨烯基超疏水B30铜镍合金的制备方法，电沉积时间较短，在5 V电压时仅需5小时可构筑超疏水表面；

5. 本发明提供一种石墨烯基超疏水B30铜镍合金的制备方法，超疏水膜寿命更长；