[发明专利]一种生物质基碳纳米片/环氧复合涂层的制备方法和应用

权利要求书

1.一种生物质基碳纳米片/环氧复合涂层的制备方法，其特征在于一种生物质基碳纳米片/环氧复合涂层的制备方法是按以下步骤完成的：

一、生物质粉的预处理：

①、首先对小麦秸秆进行清洗，然后烘干至恒重，使用粉碎机粉碎，再进行筛分，得到粒径为75μm的小麦秸秆粉；

②、将粒径为75μm的小麦秸秆粉、去离子水、过氧化氢溶液和醋酸放入反应釜中，搅拌均匀，再将反应釜密封；将密封的反应釜从室温升温至80℃～200℃，再在80℃～200℃下保温2h～24h，冷却至室温，得到反应后的小麦秸秆粉；

步骤一②中所述的过氧化氢溶液的质量分数为5％～20％；步骤一②中所述的醋酸的质量分数为5％～40％；

步骤一②中所述的去离子水、过氧化氢溶液、醋酸和粒径为75μm的小麦秸秆粉的质量比为(20～50):(5～20):(1～10):1；

③、首先使用蒸馏水将反应后的小麦秸秆粉洗涤至中性，然后分散在蒸馏水中，加入探头式超声波分散仪中进行超声分散，再使用真空抽滤装置进行抽滤，最后冷冻干燥，得到预处理后的小麦秸秆粉；

二、制备生物质基的纳米碳片：

①、将预处理后的小麦秸秆粉、尿素、Na₂CO₃和NaCl混合，再搅拌，得到混合物；

步骤二①中所述的小麦秸秆粉、尿素、Na₂CO₃和NaCl的质量比为1:(0.1～1):(1～5):(1～5)；

②、将混合物放入氧化铝瓷舟中，再置于管式炉中，向管式炉中持续通入氮气，去除管式炉中的空气，再在氮气的流速为100mL/min～200mL/min下将管式炉以3℃/min～5℃/min的升温速率从室温升温至200℃～1600℃，再在200℃～1600℃下保持30min～180min，冷却至室温，得到反应产物；

③、将反应产物浸入到盐酸中清洗，得到盐酸清洗后的反应产物；使用蒸馏水对盐酸清洗后的反应产物清洗至中性，再抽滤、干燥，得到生物质基的纳米碳片；

三、制备生物质基碳纳米片/环氧复合涂层：

①、依次使用400目、600目和1000目的砂纸对Q235钢板进行抛光，得到光亮的Q235钢板；首先使用无水乙醇对光亮的Q235钢板进行清洗，再使用丙酮对光亮的Q235钢板进行清洗，最后放入烘箱中烘干，得到处理后的Q235钢板；

②、首先将生物质基的纳米碳片分散到有机溶剂中，然后在室温下超声分散，再进行离心，去除上清液，得到超声后的生物质基的纳米碳片；

③、将超声后的生物质基的纳米碳片加入到环氧涂料中，再在搅拌速度为100r/min～1000r/min下搅拌10min～100min，再加入固化剂，搅拌均匀，放入真空干燥箱中抽真空10min～30min，得到混合均匀的涂料；

步骤三③中所述的超声后的生物质基的纳米碳片与环氧涂料的质量为(0.1～2):100；

步骤三③中所述的环氧涂料与固化剂的质量比为5:1；

④、将混合均匀的涂料涂覆到处理后的Q235钢板上，再在室温下干燥，得到生物质基碳纳米片/环氧复合涂层。

2.根据权利要求1所述的一种生物质基碳纳米片/环氧复合涂层的制备方法，其特征在于步骤一①中所述的烘干温度为60℃；步骤一①中首先使用蒸馏水对小麦秸秆进行清洗至蒸馏水无浑浊，然后在60℃烘干至恒重，使用粉碎机粉碎，再使用200目不锈钢筛网进行筛分，得到粒径为75μm的小麦秸秆粉。

3.根据权利要求1所述的一种生物质基碳纳米片/环氧复合涂层的制备方法，其特征在于步骤一②中将密封的反应釜从室温升温至80℃～200℃的升温速率为1℃/min～10℃/min。

4.根据权利要求1所述的一种生物质基碳纳米片/环氧复合涂层的制备方法，其特征在于步骤一③中所述的超声分散的功率为200W～1500W，超声分散的时间为0.5h～12h；步骤一③中所述的反应后的小麦秸秆粉的质量与蒸馏水的体积比为1g:(50mL～100mL)；步骤一③中所述的冷冻干燥的温度为-10℃～-40℃，冷冻干燥的时间为10h～12h。