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TiO2基纳米容器的制备及抗腐蚀性能

2021-07-15武亚琪陈曹玥

石油化工高等学校学报 2021年3期

武亚琪,陈曹玥,刘 琳

(渤海大学化学与材料工程学院,渤海大学辽宁省“二氧化钛表面改性及功能化”重点实验室,辽宁锦州121013)

金属材料很容易与自然环境中一些腐蚀介质发生氧化还原反应,例如O2、H2O、Clˉ等,特别是在条件苛刻的海洋环境中,NaCl的质量分数可以达到3%以上,加上Mg2+、Ca2+、Clˉ等离子及其他一些腐蚀介质的存在,金属在海水中极易受到化学和电化学腐蚀,从而使腐蚀速度加快,使用寿命缩短,经济效益受到重大影响[1-3]。为了提高金属材料的抗腐蚀性能,科研人员进行了大量的研究。水性环氧树脂(epoxy)是一种性能稳定的大分子类有机聚合物材料,具有较高的耐腐蚀性能,能够很好地与其他材料结合,因此被广泛用作防腐涂层材料,但是环氧树脂作为涂层使用很容易在固化时产生细小的空隙,使腐蚀介质侵入涂层内部,降低涂层对金属基底的保护性能,从而缩短涂层的使用时间[4-6]。纳米TiO2具有较高的电学性能、光学性能以及化学性能,同时还具有耐酸和碱的腐蚀、价格便宜、对自然环境的污染较小等优点,被应用于生产生活的各个方面[7-8]。将纳米TiO2作为储存缓蚀剂的基底,通过腐蚀环境中pH的变化刺激缓蚀剂的释放,释放的缓蚀剂吸附在金属表面可以起到钝化和抑制金属腐蚀的作用,进而形成一种具有“腐蚀传感”和“自愈”特性的涂层系统[9-10]。鉴于纳米容器的这一优点,本文通过NaF刻蚀法和水热法合成TiO2,以此为材料基底,在TiO2内部封装了DMTD(二硫基噻二唑)缓蚀剂,并通过正硅酸乙酯和3-氨丙基三乙氧基硅烷的水解作用合成TiO2@DMTD@SiO2纳米容器。……

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