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金属腐蚀每年给全世界带来巨大的经济损失,因此,改善金属耐蚀性的研究已经成为众多科研工作者的关注热点之一。二维纳米材料石墨烯在电化学传感器、电容器等许多领域都有着极其重要的应用。近年来,石墨烯因其不渗透性、屏障性能、柔韧性等特性在防腐领域也具有广阔的应用前景。本文分别采用了两种不同的方法制备了两种石墨烯基纳米复合材料,即3,4,9,10-苝四羧酸-石墨烯(PTCA-G)复合材料、还原氧化石墨烯-胆酸钠(MRGO)复合材料,并将这些复合材料分别加入到环氧树脂中,研究了单独的石墨烯、3,4,9,10-苝四羧酸、还原氧化石墨烯以及复合材料对环氧树脂防腐性能的影响,并探索了PTCA-G的体积比、MRGO复合材料的质量比对环氧树脂防腐性能的影响。主要工作如下所述:(1)到目前为止,PTCA-G复合材料在防腐领域的研究还未被报道。在本章中,PTCA-G复合材料通过简单的制备方法被合成,并且该复合材料对环氧树脂涂层腐蚀保护性能的影响也被研究。PTCA-G复合物的结构和形貌通过采用傅里叶红外光谱、扫描电子显微镜、透射电子显微镜技术进行表征。通过傅里叶红外光谱的表征,结果表明由于3,4,9,10-苝四羧酸和石墨烯之间存在π-π相互作用以及疏水力,PTCA-G成功制备;扫描电子显微镜和透射电子显微镜的扫描结果表明由于石墨烯的sp~2平面和3,4,9,10-苝四羧酸的五苯环中心之间的π-π相互作用,3,4,9,10-苝四羧酸以面对面的形式堆叠在石墨烯上。电化学测试结果表明和单纯的环氧树脂涂层、含有3,4,9,10-苝四羧酸的环氧树脂涂层以及含有石墨烯的环氧树脂涂层相比,PTCA-G复合物的加入使环氧树脂涂层的耐蚀性得到明显的改善,这可能是由于PTCA-G复合物在环氧树脂中良好的分散性以及PTCA-G复合物的屏障性能所引起的。此外,不同体积比的PTCA-G复合物对环氧树脂涂层腐蚀保护性能的影响也被研究,结果表明3,4,9,10-苝四羧酸和石墨烯体积比为10:4时,PTCA-G/环氧树脂涂层的耐蚀性是最好的。这可能可以归因于在3,4,9,10-苝四羧酸和石墨烯的体积比为10:4时,PTCA-G复合物在环氧树脂中有着最优良的屏障性能和最卓越的分散性。(2)近年来,胆酸钠改性石墨烯的研究已有报道,但胆酸钠改性石墨烯应用在海洋防腐领域的研究还未见报道。在本实验研究中,氧化石墨烯是通过改进Hummer方法制备得到的,还原氧化石墨烯和MRGO复合材料均是通过采用还原剂水合肼还原得到的。MRGO复合材料、还原氧化石墨烯分别加入到环氧树脂中,制备得到MRGO/环氧树脂涂层、还原氧化石墨烯/环氧树脂涂层,并且不同涂层的防腐性能也被研究。通过对还原氧化石墨烯和MRGO复合材料的分散性进行比较,可以得知MRGO复合材料的分散性和稳定性明显优于还原氧化石墨烯。氧化石墨烯和MRGO复合材料的形貌、结构特征通过透射电镜、傅里叶红外光谱、X射线衍射技术进行表征,表征结果证明MRGO被成功合成,胆酸钠通过氢键作用和强范德华力吸附在还原氧化石墨烯上。采用电化学测试手段对所制备的涂层进行防腐性能的表征,结果证明MRGO的加入明显改善了环氧树脂涂层的腐蚀保护性能,腐蚀抑制效率达到99.87%。这可能是由于MRGO的片层结构,很好的堵塞了环氧树脂的微孔以及MRGO在环氧树脂中良好的分散性。