膠囊中的聚苯胺在凝膠涂層中的緩釋及其對鋼板腐蝕的防護.pdf

1、氧化石墨烯(graphene oxide，GO)表面帶有大量的負電荷，在水中的分散性良好，適合作為靜電力驅(qū)動layer-by-layer(LbL)自組裝的模板并可利用π-π電子堆積效應(yīng)裝載帶苯環(huán)的難溶于水的功能分子。聚苯胺是優(yōu)良的金屬腐蝕抑制劑，鈍化作用使其具有抗點蝕、抗劃傷能力，但是大分子鏈結(jié)構(gòu)和π電子使其幾乎不溶于水、易聚集、成膜脆性大。聚苯胺處理金屬時需現(xiàn)場配制聚苯胺溶液，需要大量的有機溶劑，不利于環(huán)境保護。因此有必要采取適當手段

2、抑制聚苯胺的聚集，解決聚苯胺在水中分散性，提高其性能，減少有機溶劑的使用。聯(lián)合使用GO和LbL自組裝膠囊可將聚苯胺包裹于膠囊囊壁中，解決聚苯胺的易聚集、水溶性差等問題，組裝的GO基膠囊比CaCO3、 MnCO3等較大直徑模板組裝的膠囊更適用于納米級超薄凝膠涂層。
　　 本文通過Hummers法制備了GO，XPS、Raman圖譜證明了GO擁有豐富的含氧基團和未被破壞的環(huán)形碳結(jié)構(gòu)。TEM、SEM結(jié)果表明GO尺寸分布在3-10μm，A

3、FM結(jié)果表明GO納米片厚度約1.1nm。以GO為模板，層層組裝聚烯丙基氯化銨(poly-allylamine hydrochloride，PAH)、聚苯乙烯磺酸鈉(poly-sodium4-styrenesulfonate，PSS)和聚苯胺(polyaniline，PANI)，制備了GO基聚苯胺膠囊。(ζ)電位顯示GO模板帶有大量的負電荷，隨著組裝的進行，表面電位正負交替變化。AFM高度圖顯示隨著組裝的進行，膠囊厚度逐漸增加，模板邊緣由

4、清晰逐漸變模糊圓滑，最終膠囊的厚度約174.9 nm。TEM、SEM結(jié)果表明，模板表面被大量直徑約20 nm的顆粒覆蓋。UV-Vis結(jié)果表明，隨著聚苯胺組裝層數(shù)的增加，聚苯胺的特征峰強度增加，證明聚苯胺的成功組裝。浸泡在pH=1的鹽酸溶液時，聚苯胺從膠囊中的釋放速度大于其浸泡在pH=5.5的水中的釋放速度;酸性條件下聚苯胺容易從膠囊中釋放出來，因此石墨烯基聚苯胺膠囊具有pH響應(yīng)控釋性。
　　 以SiO2-ZrO2溶膠基質(zhì)為載體，

5、研究了摻入GO基聚苯胺膠囊后的凝膠涂層性能。AFM結(jié)果表明膠囊在涂層中分散均勻，無聚集現(xiàn)象。分別在3.5 wt％ NaCl溶液和在0.1 M HCl溶液中浸泡，電化學(xué)阻抗譜結(jié)果表明:直接加入聚苯胺的涂層，防腐蝕性能低于不加聚苯胺的SiO2-ZrO2凝膠涂層，AFM結(jié)果表明這歸因于聚苯胺π-π電子堆積效應(yīng)產(chǎn)生的嚴重聚集;而加入含聚苯胺膠囊的SiO2-ZrO2凝膠涂層防腐蝕性能最佳，AFM結(jié)果表明這是由于GO基膠囊有效分散了聚苯胺分子，降低