[发明专利]氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛三元纳米复合材料、防腐涂料及制备方法

说明书

本发明公开了一种氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛三元纳米复合材料、防腐涂料及制备方法，复合材料的制备方法包括以下步骤：1）将氧化石墨烯与稀酸溶液混合，经分散处理后得氧化石墨烯分散液；2）将二氧化钛加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌使其与氧化石墨烯分散液混合均匀；3）将苯胺加入的溶液中反应，搅拌使其与氧化石墨烯/二氧化钛分散液混合均匀；4）将过硫酸铵溶液滴加到溶液中反应，所述过硫酸铵溶液是硫酸铵溶解于稀酸溶液中得到的溶液；5）待反应结束后，将产物用乙醇、水洗涤，干燥，研磨即可。本发明可以明显提高二氧化钛涂层的光致阴极保护效果，且其化学稳定性好、成本低，制备工艺简单易行。

技术领域

本发明涉及一种氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛三元纳米复合材料、防腐涂料及制备方法，属于纳米复合材料技术领域。

背景技术

金属腐蚀是指金属与其所属环境介质之间发生物理腐蚀，化学腐蚀及电化学腐蚀，导致金属的损坏。目前金属防护方法主要有保护层防腐、缓蚀剂防腐以及电化学防腐技术，传统的电化学防腐包括阳极保护和阴极保护，是通过为被保护金属提供电子来促使金属发生阴极极化，从而达到阴极保护电位和降低金属腐蚀速率的目的，但是需外加电流来促使金属发生阴极极化或需牺牲阳极来为被保护金属提供电子促使金属进入阴极极化。

二氧化钛是一种具备优异光电转化性能的N型半导体，可以在光照的作用下被激发产生光生电子，当其与金属材料接触时，光生电子会在被保护金属表面负极，给被保护金属提供一个更负的电位，从而达到光致阴极保护的作用。但由于二氧化钛受到宽带隙(3.2ev)的限制，仅能反应波长小于387nm的紫外光；且被激发的光生电子-空穴对极易复合，导致二氧化钛的光电转换效率大大降低。

发明内容

基于上述，本发明提供一种氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛三元纳米复合材料、防腐涂料及制备方法，以解决现有技术中二氧化钛因受到宽带隙(3.2ev)的限制，仅能反应波长小于387nm的紫外光；且被激发的光生电子-空穴对极易复合，导致二氧化钛的光电转换效率大大降低的技术问题。

本发明的技术方案是：氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛三元纳米复合材料的制备方法，所述制备方法包括以下步骤：

1)将氧化石墨烯与稀酸溶液混合，经分散处理后得氧化石墨烯分散液；

2)将二氧化钛加入到氧化石墨烯分散液中，搅拌使其与氧化石墨烯分散液混合均匀；

3)将苯胺加入到步骤2)的溶液中反应，搅拌使其与氧化石墨烯/二氧化钛分散液混合均匀；

4)将过硫酸铵溶液滴加到步骤3)的溶液中反应，所述过硫酸铵溶液是硫酸铵溶解于稀酸溶液中得到的溶液；

5)待反应结束后，将产物用乙醇、水洗涤，干燥，研磨，即制得氧化石墨烯/聚苯胺/二氧化钛三元纳米复合材料。

可选的，按质量百分比计，所述氧化石墨烯为0.1-15％，所述二氧化钛为5-50％，所述苯胺为1-20％，所述过硫酸铵为3.5-35％。

可选的，步骤1)至步骤5)中的反应均在-20℃-20℃下进行。

可选的，所述氧化石墨烯的制备方法包括以下步骤：

1)先将石墨加入到浓硫酸中，并在-20℃-20℃下反应；

2)待混合均匀后，将硝酸钠加入到上述反应体系中；

3)将高锰酸钾缓慢加入到反应体系中，在-20℃-20℃反应一定时间，随后，将反应温度升高到20-45℃，继续反应；

4)在反应体系中加入过氧化氢溶液直至不再冒出气泡为止；

5)将步骤4)得到的溶液倒入稀酸溶液中，静置，除去上清夜，洗涤至溶液为中性，即得氧化石墨烯。