海洋化学工程与技术专业毕业论文海洋化学工程与技术专业毕业论文 精品论文精品论文 金属基体超疏水金属基体超疏水表面的制备及其海洋防腐防污功能的研究表面的制备及其海洋防腐防污功能的研究关键词：海洋资源开发关键词：海洋资源开发 分子动力学模拟分子动力学模拟 金属表面结构金属表面结构 超疏水表面超疏水表面摘要：人类已经进入海洋开发的新时代，海洋资源开发、海上运输、海港和海 防建设等领域都需要大量的专用新型材料和新型表面防护技术，研究这些材料 的制备科学和工艺技术、失效机制、探索未来海洋开发所需求的新概念表面防 护理论和应用领域预测显得格外重要和迫切。而在金属基体上构建超疏水表面 是近年来表面防护技术的一个新兴领域，因此，研究不同金属基体(包括金属间 化合物基体)超疏水表面的制备，以及其超疏水表面的海洋防腐蚀与防生物污损 功能将对海洋表面防护技术的进一步发展有着深远的影响。 本课题以不同类 型金属(包括铜，铝及铁铝金属间化合物)为研究对象，利用分子动力学模拟和 量子化学计算相结合的方法首先确定适合不同金属的超疏水表面制备方法和制 备体系，在铜表面使用表面自组装法构建十四烷酸分子层；对于金属铝，则先 进行阳极氧化，在表面构建适合的微观粗糙度，再浸泡于十四烷酸溶液中进行 组装；而对于铁铝金属间化合物，由于其特殊的组成结构，可以使用双层沉积 法，先以物理吸附在材料表面形成一层单分子层，再在此分子层上嫁接十四烷 酸分子层。 这三种方法主要针对不同金属表面结构而定，既相互联系，又有 明显不同。 利用原子力显微镜，扫描电镜，椭圆偏振光测量仪，接触角测量 仪等手段对超疏水表面进行表征，发现在不同金属基体上利用不同方法制备的 超疏水表面，其微观形貌有很大区别，在铜表面是类似于花瓣状结构，铝表面 则为树叶状结构，而铁铝金属间化合物表面则为类似于荷叶表面的乳突结构， 虽然三种金属表面形貌各异，但都满足一定的表面粗糙度，这也是超疏水表面 形成的必备条件之一； 进而通过电化学手段对不同金属表面超疏水膜的抗海 水腐蚀能力进行横向与纵向的评测，经动电位极化曲线分析得出，超疏水膜的 存在，使阳极和阴极电流都明显减小，腐蚀电位 Ecorr 正方向移动，说明超疏 水表面的存在阻止了金属基体的阳极溶解过程。Nyquist 与 Bode 谱解析与等效 电路数据拟合显示，超疏水表面对于铜，铝，铁铝金属间化合物的缓蚀效率可 分别达到 99，97和 86。 说明超疏水表面的形成有效阻止了海水对于 金属材料表面的侵蚀。 另外，确立超疏水表面的抗腐蚀模型，并探讨其抗腐 蚀机理。最后，通过静态挂片法获得三种金属在青岛天然海水中浸泡不同时间 后表面的优势菌种，经过生物方法 PCR 鉴定获悉，优势菌种为需钠弧菌。 采 用比浊法测定细菌的生长曲线，明确了该细菌在培养条件下的生长规律。 进 而通过挂片实验和荧光显微镜观察，证明了超疏水表面可明显抑制海洋微生物 的附着。正文内容正文内容人类已经进入海洋开发的新时代，海洋资源开发、海上运输、海港和海防 建设等领域都需要大量的专用新型材料和新型表面防护技术，研究这些材料的 制备科学和工艺技术、失效机制、探索未来海洋开发所需求的新概念表面防护 理论和应用领域预测显得格外重要和迫切。而在金属基体上构建超疏水表面是 近年来表面防护技术的一个新兴领域，因此，研究不同金属基体(包括金属间化 合物基体)超疏水表面的制备，以及其超疏水表面的海洋防腐蚀与防生物污损功 能将对海洋表面防护技术的进一步发展有着深远的影响。 本课题以不同类型 金属(包括铜，铝及铁铝金属间化合物)为研究对象，利用分子动力学模拟和量 子化学计算相结合的方法首先确定适合不同金属的超疏水表面制备方法和制备 体系，在铜表面使用表面自组装法构建十四烷酸分子层；对于金属铝，则先进 行阳极氧化，在表面构建适合的微观粗糙度，再浸泡于十四烷酸溶液中进行组 装；而对于铁铝金属间化合物，由于其特殊的组成结构，可以使用双层沉积法， 先以物理吸附在材料表面形成一层单分子层，再在此分子层上嫁接十四烷酸分 子层。 这三种方法主要针对不同金属表面结构而定，既相互联系，又有明显 不同。 利用原子力显微镜，扫描电镜，椭圆偏振光测量仪，接触角测量仪等 手段对超疏水表面进行表征，发现在不同金属基体上利用不同方法制备的超疏 水表面，其微观形貌有很大区别，在铜表面是类似于花瓣状结构，铝表面则为 树叶状结构，而铁铝金属间化合物表面则为类似于荷叶表面的乳突结构，虽然 三种金属表面形貌各异，但都满足一定的表面粗糙度，这也是超疏水表面形成 的必备条件之一； 进而通过电化学手段对不同金属表面超疏水膜的抗海水腐 蚀能力进行横向与纵向的评测，经动电位极化曲线分析得出，超疏水膜的存在， 使阳极和阴极电流都明显减小，腐蚀电位 Ecorr 正方向移动，说明超疏水表面 的存在阻止了金属基体的阳极溶解过程。Nyquist 与 Bode 谱解析与等效电路数 据拟合显示，超疏水表面对于铜，铝，铁铝金属间化合物的缓蚀效率可分别达 到 99，97和 86。 说明超疏水表面的形成有效阻止了海水对于金属材 料表面的侵蚀。 另外，确立超疏水表面的抗腐蚀模型，并探讨其抗腐蚀机理。 最后，通过静态挂片法获得三种金属在青岛天然海水中浸泡不同时间后表面的 优势菌种，经过生物方法 PCR 鉴定获悉，优势菌种为需钠弧菌。 采用比浊法 测定细菌的生长曲线，明确了该细菌在培养条件下的生长规律。 进而通过挂 片实验和荧光显微镜观察，证明了超疏水表面可明显抑制海洋微生物的附着。 人类已经进入海洋开发的新时代，海洋资源开发、海上运输、海港和海防建设 等领域都需要大量的专用新型材料和新型表面防护技术，研究这些材料的制备 科学和工艺技术、失效机制、探索未来海洋开发所需求的新概念表面防护理论 和应用领域预测显得格外重要和迫切。而在金属基体上构建超疏水表面是近年 来表面防护技术的一个新兴领域，因此，研究不同金属基体(包括金属间化合物 基体)超疏水表面的制备，以及其超疏水表面的海洋防腐蚀与防生物污损功能将 对海洋表面防护技术的进一步发展有着深远的影响。 本课题以不同类型金属 (包括铜，铝及铁铝金属间化合物)为研究对象，利用分子动力学模拟和量子化 学计算相结合的方法首先确定适合不同金属的超疏水表面制备方法和制备体系， 在铜表面使用表面自组装法构建十四烷酸分子层；对于金属铝，则先进行阳极 氧化，在表面构建适合的微观粗糙度，再浸泡于十四烷酸溶液中进行组装；而 对于铁铝金属间化合物，由于其特殊的组成结构，可以使用双层沉积法，先以物理吸附在材料表面形成一层单分子层，再在此分子层上嫁接十四烷酸分子层。这三种方法主要针对不同金属表面结构而定，既相互联系，又有明显不同。 利用原子力显微镜，扫描电镜，椭圆偏振光测量仪，接触角测量仪等手段对超 疏水表面进行表征，发现在不同金属基体上利用不同方法制备的超疏水表面， 其微观形貌有很大区别，在铜表面是类似于花瓣状结构，铝表面则为树叶状结 构，而铁铝金属间化合物表面则为类似于荷叶表面的乳突结构，虽然三种金属 表面形貌各异，但都满足一定的表面粗糙度，这也是超疏水表面形成的必备条 件之一； 进而通过电化学手段对不同金属表面超疏水膜的抗海水腐蚀能力进 行横向与纵向的评测，经动电位极化曲线分析得出，超疏水膜的存在，使阳极 和阴极电流都明显减小，腐蚀电位 Ecorr 正方向移动，说明超疏水表面的存在 阻止了金属基体的阳极溶解过程。Nyquist 与 Bode 谱解析与等效电路数据拟合 显示，超疏水表面对于铜，铝，铁铝金属间化合物的缓蚀效率可分别达到 99，97和 86。 说明超疏水表面的形成有效阻止了海水对于金属材料 表面的侵蚀。 另外，确立超疏水表面的抗腐蚀模型，并探讨其抗腐蚀机理。 最后，通过静态挂片法获得三种金属在青岛天然海水中浸泡不同时间后表面的 优势菌种，经过生物方法 PCR 鉴定获悉，优势菌种为需钠弧菌。 采用比浊法 测定细菌的生长曲线，明确了该细菌在培养条件下的生长规律。 进而通过挂 片实验和荧光显微镜观察，证明了超疏水表面可明显抑制海洋微生物的附着。 人类已经进入海洋开发的新时代，海洋资源开发、海上运输、海港和海防建设 等领域都需要大量的专用新型材料和新型表面防护技术，研究这些材料的制备 科学和工艺技术、失效机制、探索未来海洋开发所需求的新概念表面防护理论 和应用领域预测显得格外重要和迫切。而在金属基体上构建超疏水表面是近年 来表面防护技术的一个新兴领域，因此，研究不同金属基体(包括金属间化合物 基体)超疏水表面的制备，以及其超疏水表面的海洋防腐蚀与防生物污损功能将 对海洋表面防护技术的进一步发展有着深远的影响。 本课题以不同类型金属 (包括铜，铝及铁铝金属间化合物)为研究对象，利用分子动力学模拟和量子化 学计算相结合的方法首先确定适合不同金属的超疏水表面制备方法和制备体系， 在铜表面使用表面自组装法构建十四烷酸分子层；对于金属铝，则先进行阳极 氧化，在表面构建适合的微观粗糙度，再浸泡于十四烷酸溶液中进行组装；而 对于铁铝金属间化合物，由于其特殊的组成结构，可以使用双层沉积法，先以 物理吸附在材料表面形成一层单分子层，再在此分子层上嫁接十四烷酸分子层。这三种方法主要针对不同金属表面结构而定，既相互联系，又有明显不同。 利用原子力显微镜，扫描电镜，椭圆偏振光测量仪，接触角测量仪等手段对超 疏水表面进行表征，发现在不同金属基体上利用不同方法制备的超疏水表面， 其微观形貌有很大区别，在铜表面是类似于花瓣状结构，铝表面则为树叶状结 构，而铁铝金属间化合物表面则为类似于荷叶表面的乳突结构，虽然三种金属 表面形貌各异，但都满足一定的表面粗糙度，这也是超疏水表面形成的必备条 件之一； 进而通过电化学手段对不同金属表面超疏水膜的抗海水腐蚀能力进 行横向与纵向的评测，经动电位极化曲线分析得出，超疏水膜的存在，使阳极 和阴极电流都明显减小，腐蚀电位 Ecorr 正方向移动，说明超疏水表面的存在 阻止了金属基体的阳极溶解过程。Nyquist 与 Bode 谱解析与等效电路数据拟合 显示，超疏水表面对于铜，铝，铁铝金属间化合物的缓蚀效率可分别达到 99，97和 86。 说明超疏水表面的形成有效阻止了海水对于金属材料 表面的侵蚀。 另外，确立超疏水表面的抗腐蚀模型，并探讨其抗腐蚀机理。最后，通过静态挂片法获得三种金属在青岛天然海水中浸泡不同时间后表面的 优势菌种，经过生物方法 PCR 鉴定获悉，优势菌种为需钠弧菌。 采用比浊法 测定细菌的生长曲线，明确了该细菌在培养条件下的生长规律。 进而通过挂 片实验和荧光显微镜观察，证明了超疏水表面可明显抑制海洋微生物的附着。 人类已经进入海洋开发的新时代，海洋资源开发、海上运输、海港和海防建设 等领域都需要大量的专用新型材料和新型表面防护技术，研究这些材料的制备 科学和工艺技术、失效机制、探索未来海洋开发所需求的新概念表面防护理论 和应用领域预测显得格外重要和迫切。而在金属基体上构建超疏水表面是近年 来表面防护技术的一个新兴领域，因此，研究不同金属基体(包括金属间化合物 基体)超疏水表面的制备，以及其超疏水表面的海洋防腐蚀与防生物污损功能将 对海洋表面防护技术的进一步发展有着深远的影响。 本课题以不同类型金属 (包括铜，铝及铁铝金属间化合物)为研究对象，利用分子动力学模拟和量子化 学计算相结合的方法首先确定适合不同金属的超疏水表面制备方法和制备体系， 在铜表面使用表面自组装法构建十四烷酸分子层；对于金属铝，则先进行阳极 氧化，在表面构建适合的微观粗糙度，再浸泡于十四烷酸溶液中进行组装；而 对于铁铝金属间化合物，由于其特殊的组成结构，可以使用双层沉积法，先以 物理吸附在材料表面形成一层单分子层，再在此分子层上嫁接十四烷酸分子层。这三种方法主要针对不同金属表面结构而定，