导读:本文包含了配位特性论文开题报告文献综述、选题提纲参考文献及外文文献翻译，主要关键词:多孔,聚合物,特性,结构,荧光,电子,分子。
配位特性论文文献综述
顾玥,黄静,胡玉洁,李群祥[1]（2019）在《六配位FeN_6自旋翻转化合物的自旋输运特性（英文）》一文中研究指出本文采用第一性原理计算和非平衡格林函数方法,研究了六配位FeN_6的自旋输运特性.理论计算结果表明在外场(如光辐射)作用下通过改变配体与磁芯间键长来实现磁体的高低自旋之间的转换.基于计算得到的透射谱和伏安曲线,发现通过高自旋态分子结的电流显着大于低自旋态磁体,且通过高自旋态分子结的输运特性由自旋向下的电子提供主要贡献.理论预测出来的分子开关和自旋过滤效应表明此类铁基六配体自旋翻转化合物可用于分子自旋电子学器件设计.(本文来源于《Chinese Journal of Chemical Physics》期刊2019年05期）
燕汝[2]（2019）在《利用特性吸附和配位驱动组装法在铁基底表面构建自组装膜和化学转化膜的研究》一文中研究指出自组装膜是有机分子在固体表面或固/液界面上自发组装形成的高度有序的超薄膜,可以有效地将金属基底与腐蚀介质隔离,从而达到减缓金属腐蚀的目的。分子自组装选用的溶剂大部分是有机溶剂,但是最常见的腐蚀介质是含有腐蚀性物质的水溶液,因此在铁基底表面发展一种典型的水相自组装技术是非常重要的。近年来,金属离子配位诱导的分子自组装技术取得了较快的发展,在传感、分离、催化和金属防护等领域都展现出良好的应用前景。新型的金属离子配位诱导的自组装技术的应用有利于在金属基底表面构建具有一定厚度的多层组装膜(化学转化膜),从而替代磷化膜和铬酸盐钝化膜。本文证实了烷基磷酸酯水相组装成膜的可行性和优越并采用金属离子配位诱导自组装技术在铁基表面构建了一系列基于磷酸酯(有机膦酸)一金属络合物的微米级化学转化膜。膜层具有优异的抗蚀性,可以避免传统化学转化膜制备过程中的沉淀问题,实现了有机磷化膜(低磷)代替传统无机磷化膜的目的。将金属离子配位诱导自组装技术的应用进一步扩展到聚合物分子一聚丙烯酸,在铁基底表面构建了环境友好的有机-无机防腐蚀化学转化膜,实现了无磷化学转化膜的制备。本论文的主要研究内容及实验总结如下:(1)水和乙醇溶剂中制备的铁基表面的两种二(2-乙基已基)磷酸酯自组装膜的形貌和耐蚀性差异研究烷基磷酸酯中含有P、O杂原子,对氧化铁表面具有较好的亲和力,可以作为两亲性物质,在固/液界面扩散、吸附和组装。本章中我们分别在乙醇和水中制备了铁基底表面的二(2-乙基己基)磷酸酯自组装膜。通过ATR-FTIR、XPS和AFM等测试研究了两种自组装膜形成机理的差别;利用极化曲线和阻抗测试探究了膜层对铁基底的腐蚀防护性能。结果表明,在乙醇溶剂中,二磷酸酯分子通过静电和共价作用结合的方式在铁上组装,呈岛状分布;在水相中,二磷酸酯分子通过与铁基底发生化学反应形成P-O-Fe化学键进行组装,表面呈粒状突起的结构。当腐蚀电解质为0.5 M H2SO4溶液时,水相中组装得到的膜层腐蚀防护性能明显优于乙醇相中得到的膜层。(2)一步自组装法在铁基表面构建具有优异抗蚀性的新型植酸-金属转化膜采用金属离子诱导自组装技术,将铁试样浸入含有植酸和金属离子的混合溶液中,制备出一系列植酸-金属络合物膜层。植酸对铁表面具有较好的亲和性,可以组装到铁基底表面形成植酸膜层。单一的植酸膜层薄(0.56μm)而多孔,抗腐蚀性能较差,在氯化钠溶液中对铁基底的保护效率低于41%。利用金属离子的桥连作用,可以实现植酸-金属络合物在铁基底表面的层层组装,制备的植酸-金属络合物膜层更厚(>15μm),更致密,具有更加优异的腐蚀防护性能,保护效率均超过70%。植酸-金属络合物膜层的制备方法适用于Co2+、Ni2+、Zn2+、Ca2+、等多种金属离子。植酸-金属络合物膜层主要成分为植酸-金属络合物和相应的氧化物或氢氧化物。其中,植酸-锌膜层具有最优抗腐蚀性能,对铁基底的保护效率大于95%。(3)冷轧钢板表面羟轻基乙叉二膦酸-锌复合防腐涂层的制备及自增强机理研究本章中我们根据羟基乙叉二膦酸与铁离子或锌离子可以形成不溶性络合物的特性,在冷轧钢板表面设计并制备了一种环境友好型羟基乙叉二膦酸-锌复合防腐膜层。羟基乙叉二膦酸与铁离子较强的的络合能力有利于其吸附在铁基底表面,成膜过程中锌离子的参与促使膜层在叁维方向生长。羟基乙叉二膦酸-锌复合防腐膜层修饰的冷轧钢板在氯化钠溶液中浸泡,抗腐蚀性能经历叁个阶段的变化:增强阶段、平衡阶段和下降阶段。成膜时间为10 s时制备的羟基乙叉二膦酸-锌复合防腐膜层在氯化钠溶液中表现出最佳的自增强性能。浸泡2h后,保护效率由93.4%提升到99.3%,浸泡6 h后抗蚀性仍然优于原始膜层。采用XPS、ATR-FTIR、FE-SEM和EDS等方法,分析不同浸泡时间下羟基乙叉二膦酸-锌复合防腐膜层在氯化钠溶液中的表面微观结构和化学成分变化,最终提出了膜层的自增强机理。氯化钠溶液浸泡过程中,伴随着Na+的嵌入和脱出,膜层中不稳定的羟基乙叉二膦酸-锌络合物分解为羟基乙叉二膦酸和锌离子,从涂层中逸出,导致膜层变得致密,并产生额外的结合位点,防腐能力大幅度提高。(4)基于聚丙烯酸自组装功能膜在铁基底上制备抗腐蚀的有机-无机杂化膜的研究根据聚丙烯酸分子的结构和性能特点,在醇-水混合液中制备了铁基底表面的聚丙烯酸自组装膜。分别采用硝酸铈溶液、硝酸锌溶液或两者的混合溶液进一步修饰聚丙烯酸膜层,构建基于聚丙烯酸-金属络合物的有机-无机杂化膜。通过XPS分析,聚丙烯酸中的羧酸基团去质子后,与弱酸条件下溶解出的部分铁离子结合,进而吸附到金属基底表面形成聚丙烯酸膜层。铈(锌)离子修饰聚丙烯酸底层薄膜时,一部分金属离子与铁基底表面的聚丙烯酸结合,生成聚丙烯酸-金属络合物;一部分金属离子则转化为金属氧化物。电化学结果表明,在氯化钠溶液中,聚丙烯酸膜对铁基底的保护效率小于40%,当使用金属离子进一步修饰后,所得到的杂化膜对铁基底的保护效率最大可达到98%。此外,杂化膜的耐蚀性能与其化学成分和微观结构密切相关。(本文来源于《山东大学》期刊2019-05-31）
黄佳[3]（2019）在《金属氮杂环配位聚合物的结构设计及其电导特性的研究》一文中研究指出配位聚合物因其在气体存储及分离、传感器、光催化等方面的应用前景使其广受研究者的关注。然而配位聚合物几乎绝缘的性质使得其在燃料电池、光伏器件等方面的应用受限。近些年来,设计与合成具有可调谐电导性能的配位聚合物成为研究热点之一。因氮杂大环配体具有良好的共轭特性,本文选用4'-(4-吡啶基)-2,2':6',2''-叁联吡啶(PYTPY)和N,N'-二(间氨基苯甲酸)-1,4,5,8-萘二酰亚胺(H_2L)为配体与Cd、Zn、Co、Ni、Pb离子配位构建了5例新颖的配位聚合物,并对其电导性能进行了相关表征:1.以氮杂环配体(PYPTY)和2,5-噻吩二羧酸(H_2TDC)与CdCl_2?2.5H_2O在水热条件下合成一例一维链状配位聚合物1[Cd(PYTPY)(TDC)]。由于噻吩二羧酸离子的羧酸氧原子与PYTPY环中氮原子的距离范围为2.952(1)?-3.453(1)?,符合分子间发生电子迁移的条件。因此,化合物1在光照刺激下颜色从浅黄色变为暗黄色。因光致变色过程中涉及到电子转移,化合物1光照前后的单晶电导特性表征显示该化合物光照前的单晶电导率比光照后的单晶电导率高,为一例有趣的光敏电导开关。2.以典型的n型有机半导体材料NDI衍生物(H_2L)作为配体和Zn(NO_3)_2?6H_2O通过溶剂热的方法合成化合物2[Zn(L)?2H_2O]。当化合物2受到外部光刺激后,晶体颜色由黄色变为暗褐色。由于光致变色过程中涉及到电子的转移和自由基的产生,并且相邻链的H_2L配体之间的距离是3.5246(1)?,可产生较强的π–π作用力。化合物2光照前后的I-V曲线表征显示光照后化合物的电导率升高,光色反应与电导特性相耦合。3.以氮杂环分子(PYTPY)和1,4-萘二甲酸为配体与CoCl_(2?)6H_2O在溶剂热的条件下合成化合物3[Co(NDC)(PYTPY)];以氮杂环分子(PYTPY)和1,4-萘二甲酸和NiCl_(2?)6H_2O为前体合成化合物4[Ni(NDC)(PYTPY)]。单晶结构表征显示化合物3和化合物4的晶体结构相同,但化合物3和化合物4中金属中心离子半径不一样。电导性能测试表明:在化合物3和化合物4的结构中,金属离子半径越大,其电子传输距离较短,进而提高材料的电导性能。4.以碘化铅和氮杂环配体(PYTPY)作为前体通过溶剂热的方法组装合成一例结构新颖的碘铅配位聚合物,即化合物5[Pb_3I_6(PYTPY)_2]。物理化学表征显示化合物5结构中碘铅链是个良好的载流子导体,能隙值比较小。该化合物晶体各向异性(沿着碘铅链方向和垂直于碘铅链方向)的电导性能表征结果显示沿着碘铅链方向的单晶电导率比垂直于碘铅链方向的单晶电导率高出两个数量级,为一各向异性单晶半导体材料。(本文来源于《华南理工大学》期刊2019-04-25）
吴陈亮,王芸芸,徐徐,谷文,王石发[4]（2019）在《异长叶烯酮肟的合成及其与金属离子的配位特性》一文中研究指出以异长叶烯酮为原料,经肟化反应合成了异长叶烯酮肟。分别采用单因素法及正交试验法考察了工艺条件对反应产率的影响,确定了最佳工艺条件为:反应时间6 h,反应温度76℃,以醋酸钠为催化剂,n(异长叶烯酮)∶n(盐酸羟胺)∶n(催化剂)1∶1.3∶0.55。在此条件下,异长叶烯酮肟的产率>99%。采用FT-IR、~1H NMR、GC-MS和单晶X衍射等分析手段对化合物的结构进行了表征,研究了异长叶烯酮肟对几种金属离子的络合性能,结果表明:异长叶烯酮肟与Cu~(2+)的作用明显强于与Co~(2+)、Cd~(2+)、La~(3+)、Pb~(2+)、Ag~+等金属离子的作用;异长叶烯酮肟与Cu~(2+)主要是通过分子中氮原子和氧原子与Cu~(2+)的配位作用进行络合。(本文来源于《林产化学与工业》期刊2019年01期）
王长建,Abhishek,Wadhwa,陈晓桐,徐秀瑕,任锴[5]（2018）在《氟氧化物玻璃陶瓷不同配位环境下Cr~(3+)的荧光温度传感特性》一文中研究指出通过对基质成分为50SiO_2–20Al_2O_3–30BaF_2的玻璃进行热处理,得到了含BaF_2:Cr~(3+)纳米晶的透明氟氧化物微晶玻璃。玻璃陶瓷中存在两种发光中心,所对应的发光峰位中心位置分别位于红光区域724 nm处和近红外区域988 nm处。在低温环境下对Cr~(3+)的荧光寿命与温度的关系进行了探究,724 nm处的荧光寿命的相对敏感系数温度在317 K达到最大值0.58%/K,988 nm处的荧光寿命的相对敏感系数温度在184 K达到最大值0.47%/K。(本文来源于《硅酸盐学报》期刊2018年11期）
霍峰蔚,管金菊,张伟娜[6]（2017）在《功能化多孔配位聚合物的荧光特性》一文中研究指出功能化的PCPs(Porous Coordination Polymers)复合材料可以有效地拓宽PCPs材料的应用前景。本文采用一种在溶剂诱导下通过原位晶体结构转变来封装功能材料于ZIF-8-L(zeolitic imidazolate framework)材料中的方法,在二维层状结构向叁维骨架结构转变的过程中,通过孔结构的变化,荧光材料二苯甲酮(BP)可以被诱捕进ZIF-8-L的骨架中形成BP/ZIF-8-L复合材料,表现出良好的荧光效应。基于ZIF-8-L的分子筛特性,在荧光淬灭剂下表现出选择性的荧光淬灭。不同于晶体转变过程中的溶解再生长,该过程表现出原位晶体结构的转变。同时,这种原位晶体结构转变的封装策略也可扩展到其他的功能材料,为构筑新型功能复合材料提供可能。此外,利用溶剂诱导条件来实现功能分子的封装从而避免引入金属离子和有机配体,为进一步在生物化学和科学等领域的应用提供潜在的可能性。(本文来源于《中国化学会2017全国高分子学术论文报告会摘要集——主题H：光电功能高分子》期刊2017-10-10）
吕丽花[7]（2017）在《金属配位基光敏分子新体系的构建及其荧光—光色特性的研究》一文中研究指出光敏分子体系在X-射线探测、气体感应、擦涂打印、光信息存储以及荧光开关等方面都有重要的研究价值。纯有机光敏分子由于其热稳定性比较差,所以近几年来金属配位基光敏分子体系的研究得到了广泛关注,其中基于电子转移的光敏分子体系研究的最多,由于其具有良好的热稳定性、合成方法便捷等优点。光敏分子体系可由金属和光敏配体或者非光敏配体进行构建组装而成。本文合成了叁例由光敏配体和金属中心建构而成的光色分子体系,以及两例非光敏配体组装形成的光色分子体系,并对五例光敏化合物都进行了光色、荧光、电子转移等方面的表征:1.以HCPBPy(氯化N-(3-苯甲酸基)-4,4’-联吡啶)为缺电子体,1,5-萘二甲酸为富电子体,通过溶剂热合成了一例二维穿插结构的光致变色配合物[Cd(CPBPy)(naphthalene-1,5-dicarboxylate)]·2H2O 1。当光照时,伴随着晶体颜色的变化,富电子的羧酸上的电子跃迁到缺电子的HCPBPY上,形成光生自由基。由于光照后化合物的紫外可见漫反射吸收峰与初始状态样品的荧光发射谱图发生重迭,在能量共振转移的作用下,诱导产生了相应的荧光淬灭反应。2.通过以甲基紫精(MV2+)做为模板剂和柔性醚键配体5-((3,5-dicarboxybenzyl)oxy)isophthalic acid(H4L)自组装合成两例主客体框架的光敏配合物:[Zn3(MV2+)(L4-)2]·2H2O 2、[Cd3(MV2+)(L4-)2(H2O)2]·2H2O 3。由于醚键配体跟金属离子配位模式的不同,形成两种不同的主体框架。在紫外或者可见光的照射下,化合物2由土黄色变为深绿色,化合物3由亮黄色变为草绿色,且光照后都伴随着荧光淬灭现象。通过光色动力学化学反应速率常数的计算表明,化合物2的着色速率快于化合物3。此类化合物的抗疲劳性好,将光照后的样品在室温暗处放置一段时间后,都可以发生褪色现象,且荧光也得到恢复。经过几个循环后,样品的颜色和荧光强度都能得到良好的保持与重复。3.以羧酸配体和非光敏缺电子的大环共轭含氮配体4′-(4-pyridyl)-2,2’,6’,2’’-terpyr idine(PYTPY)水热合成两例超分子结构的金属配位基光敏化合物:{Zn1(PYTPY)(1,3-dio xo-1H,3H-benzo[de]isochromene-6,7-dicarboxylic acid)2}·H2O 4、{[Zn(HPO4)(PYTPY)]2·(H4BTEC)2}·H2O 5。以往紫精型光敏配合物在光照射下颜色由黄色变为绿色、黄色变为蓝色、黄色变为黑色不同,化合物5在紫外光的照射下,样品颜色由灰色变为橙色,且长达叁个月不褪色,具有长时间的电荷分离态。(本文来源于《华南理工大学》期刊2017-06-08）
李乐,刘绍波,夏红英,赵丰[8]（2017）在《四配位氮杂环卡宾铜配合物的合成、光学特性及理论研究》一文中研究指出包含氮杂环卡宾配体的铜配合物在有机合成催化领域已得到了广泛地关注,但对此类配合物光学特性的研究却相对较少。自日本成蹊大学的坪村太郎~([1])首次报道卡宾铜配合物的发光性质以来,氮杂环卡宾铜配合物显示出优异的发光性能~([2, 3])并在有机发光器件中展现了极大的应用潜力~([4])。目前有关氮杂环卡宾铜配合物发光材料的研究,几乎全部侧重于叁配位方式,而四配位的氮杂环卡宾铜配合物却报道较少。在本研究中,我们通过"一锅法"~([5])成功制备了两种四配位的卡宾铜配合物并对其光物理特性进行了研究,同时通过理论方法对其结构与性能的关系进行了探讨。(本文来源于《第十叁届全国量子化学会议论文集——第四分会：生命、药物和材料量子化学》期刊2017-06-08）
朱满[9]（2017）在《基于多羧酸配体构筑的多孔配位聚合物的合成与质子传导和荧光特性研究》一文中研究指出我们所生活的环境周围中充斥着形形色色的材料,它们不仅保障了我们的一切活动,同时,它们的发展也推动了整个社会的进步。多孔配位聚合物(PCPs)或金属—有机框架(MOFs)作为一类新型孔道材料,凭借着结构性质上的独特优势成为了近十几年来的研究热点。经过长期以及大量的研究发现,PCPs/MOFs材料的应用领域十分广泛,涉及到了人类生活的方方面面,比如,它们可作为应用于燃料电池的质子传导材料、存储能源气体的气体吸附性材料、医药领域的药物运输材料等等。在过去的十几年里,该类材料的研究和发展势如破竹,使得目前被报道的结构不同的PCPs/MOFs材料种类数以千计,显然,再继续对该类材料单纯的进行结构研究已经意义不大了。因此,针对PCPs/MOFs材料在实际生产和生活中的应用,我们首先最需要做的就是了解它的合成方法和最终得到的材料的结构和性能之间的关系。其最终目的就是为了能更好的实现定向设计和合成具有特定功能的PCPs/MOFs材料。本文分别利用羧酸和氮杂环配体作为有机建筑单元与d10过渡金属离子相链接,构筑了六例新型PCPs/MOFs材料,并且分别对他们的酸碱稳定性、固态荧光和质子传导的性质展开研究,具体内容如下所示:(一)在这部分中,我们采用水热扩散法,利用一种氮杂环配体tpy与Cd盐构筑了一例叁维PCPs材料(PCP1)。经过对它的晶体结构进行分析可知,在PCP1结构的c轴方向上存在一维的开放孔道,并且孔道中存在大量的客体水分子,利用这一特征,我们对它进行了质子传导实验。实验是在相对湿度为97%,变温的条件下进行的。并且在97%的相对湿度,95℃的条件下测得它的导电率为1.81×10-5 Scm-1。这个实验结果表明了在较高的湿度环境中PCP1具有一定的质子传导能力。另外,我们还发现,PCP1的框架开始坍塌的温度为410℃,并且在p H为2-13的范围内以及一些常见有机溶剂中,PCP1都能保持很好的结构稳定性,因此,可以综合表述为PCP1存在很好的热稳定性和化学稳定性。[Cd_(0.5)(tpy)]·0.75H_2O(PCP1)tpy=2-(1H-1,2,4-Triazol-5-yl)pyrazine(二)我们利用氮杂多羧基配体(tda)分别和2,2′-联吡啶与1,10-邻菲罗啉运用混合配体实验方案,利用溶剂热方法,与Cd离子构筑了两例互为同构的MOFs材料(MOF1和MOF2)。该两例MOFs材料均是由一维链状结构通过多重的π-π堆积作用形成的三维的配位聚合物材料。我们对它们进行了稳定性的检测实验,实验结果表明MOF1和MOF2在p H=2-12的范围内以及常见有机溶剂中可以保持很好的稳定性,这显示这两例MOFs材料具有很好的化学稳定性。另外,通过热重分析发现,这两个同构的化合物在热稳定温度上有较小的差别,对比它们的结构可以发现,这个差别来自于第二配体之间所产生的π-π堆积作用。Cd(tda)(2,2′-Dipy) (MOF1)Cd(tda)(1,10-phen)(MOF2)tda=3,3'-(1H-1,2,4-triazole-3,5-diyl)dibenzoic acid2,2′-Dipy=2,2′-Dipyridyl1,10-phen=1,10-Phenanthroline monohydrate(叁)我们选用一种叁重对称的叁齿羧酸配体tcpb分别与Zn离子,Co离子和Cd离子利用溶剂热合成的方法构筑了叁例MOFs材料。其中MOF5是具有叁重互穿结构的叁维MOFs材料。另外两例则都(MOF3与MOF4)是二维的网状结构,并且经过结构分析发现MOF3与MOF4为同构结构。我们对这叁例MOFs材料进行了固体荧光测试,发现其最大发射峰较纯有机配体的固体荧光的最大发射峰都出现了较大的红移现象。[Cd_(1.5)(tcpb)(DMF)(H_2O)] (MOF3)Co_(1.5)(tcpb)(DMF))2]·3DMF(MOF4)[Zn(Htcpb)(4,4'-bpy)_(0.5)]·1.5H_2O(MOF5)tcpb=1,3,5-tris(4-carbonylphenyloxy)benzene4,4'-bpy=4,4'-Dipyridyl(本文来源于《东北师范大学》期刊2017-05-01）
孙立,宋伟明,江艳,陈文龙,李颖[10]（2016）在《配位-热解法合成纳米级多孔石墨化碳材料及其电容特性》一文中研究指出为得到高电容特性的超级电容器电极材料,以廉价的可溶性淀粉为碳源采用配位-热解法制备了纳米级多孔石墨化碳电极材料。分别利用透射电镜(TEM)、X射线衍射(XRD)、拉曼光谱(Raman)和N2吸附-脱附(BET)等测试手段对材料的微观结构进行表征,结果表明,合成材料具有较大的比表面积(1 187m2/g)和高的石墨化程度。并对合成材料进行了电化学性能测试,测试结果说明,该材料展示了优异的电容特性,在1A/g时,其电容高达249F/g,5 000次循环后,其比电容仍为初始电容的99.97%。当以此材料为电极组装成电容器器件时,在功率密度为10 500 W/kg下其能量密度仍为46.79 Wh/kg。因此,这种方法制备的纳米级多孔石墨化碳是一种有潜力的超电材料。(本文来源于《功能材料》期刊2016年06期）
配位特性论文开题报告
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
自组装膜是有机分子在固体表面或固/液界面上自发组装形成的高度有序的超薄膜,可以有效地将金属基底与腐蚀介质隔离,从而达到减缓金属腐蚀的目的。分子自组装选用的溶剂大部分是有机溶剂,但是最常见的腐蚀介质是含有腐蚀性物质的水溶液,因此在铁基底表面发展一种典型的水相自组装技术是非常重要的。近年来,金属离子配位诱导的分子自组装技术取得了较快的发展,在传感、分离、催化和金属防护等领域都展现出良好的应用前景。新型的金属离子配位诱导的自组装技术的应用有利于在金属基底表面构建具有一定厚度的多层组装膜(化学转化膜),从而替代磷化膜和铬酸盐钝化膜。本文证实了烷基磷酸酯水相组装成膜的可行性和优越并采用金属离子配位诱导自组装技术在铁基表面构建了一系列基于磷酸酯(有机膦酸)一金属络合物的微米级化学转化膜。膜层具有优异的抗蚀性,可以避免传统化学转化膜制备过程中的沉淀问题,实现了有机磷化膜(低磷)代替传统无机磷化膜的目的。将金属离子配位诱导自组装技术的应用进一步扩展到聚合物分子一聚丙烯酸,在铁基底表面构建了环境友好的有机-无机防腐蚀化学转化膜,实现了无磷化学转化膜的制备。本论文的主要研究内容及实验总结如下:(1)水和乙醇溶剂中制备的铁基表面的两种二(2-乙基已基)磷酸酯自组装膜的形貌和耐蚀性差异研究烷基磷酸酯中含有P、O杂原子,对氧化铁表面具有较好的亲和力,可以作为两亲性物质,在固/液界面扩散、吸附和组装。本章中我们分别在乙醇和水中制备了铁基底表面的二(2-乙基己基)磷酸酯自组装膜。通过ATR-FTIR、XPS和AFM等测试研究了两种自组装膜形成机理的差别;利用极化曲线和阻抗测试探究了膜层对铁基底的腐蚀防护性能。结果表明,在乙醇溶剂中,二磷酸酯分子通过静电和共价作用结合的方式在铁上组装,呈岛状分布;在水相中,二磷酸酯分子通过与铁基底发生化学反应形成P-O-Fe化学键进行组装,表面呈粒状突起的结构。当腐蚀电解质为0.5 M H2SO4溶液时,水相中组装得到的膜层腐蚀防护性能明显优于乙醇相中得到的膜层。(2)一步自组装法在铁基表面构建具有优异抗蚀性的新型植酸-金属转化膜采用金属离子诱导自组装技术,将铁试样浸入含有植酸和金属离子的混合溶液中,制备出一系列植酸-金属络合物膜层。植酸对铁表面具有较好的亲和性,可以组装到铁基底表面形成植酸膜层。单一的植酸膜层薄(0.56μm)而多孔,抗腐蚀性能较差,在氯化钠溶液中对铁基底的保护效率低于41%。利用金属离子的桥连作用,可以实现植酸-金属络合物在铁基底表面的层层组装,制备的植酸-金属络合物膜层更厚(>15μm),更致密,具有更加优异的腐蚀防护性能,保护效率均超过70%。植酸-金属络合物膜层的制备方法适用于Co2+、Ni2+、Zn2+、Ca2+、等多种金属离子。植酸-金属络合物膜层主要成分为植酸-金属络合物和相应的氧化物或氢氧化物。其中,植酸-锌膜层具有最优抗腐蚀性能,对铁基底的保护效率大于95%。(3)冷轧钢板表面羟轻基乙叉二膦酸-锌复合防腐涂层的制备及自增强机理研究本章中我们根据羟基乙叉二膦酸与铁离子或锌离子可以形成不溶性络合物的特性,在冷轧钢板表面设计并制备了一种环境友好型羟基乙叉二膦酸-锌复合防腐膜层。羟基乙叉二膦酸与铁离子较强的的络合能力有利于其吸附在铁基底表面,成膜过程中锌离子的参与促使膜层在叁维方向生长。羟基乙叉二膦酸-锌复合防腐膜层修饰的冷轧钢板在氯化钠溶液中浸泡,抗腐蚀性能经历叁个阶段的变化:增强阶段、平衡阶段和下降阶段。成膜时间为10 s时制备的羟基乙叉二膦酸-锌复合防腐膜层在氯化钠溶液中表现出最佳的自增强性能。浸泡2h后,保护效率由93.4%提升到99.3%,浸泡6 h后抗蚀性仍然优于原始膜层。采用XPS、ATR-FTIR、FE-SEM和EDS等方法,分析不同浸泡时间下羟基乙叉二膦酸-锌复合防腐膜层在氯化钠溶液中的表面微观结构和化学成分变化,最终提出了膜层的自增强机理。氯化钠溶液浸泡过程中,伴随着Na+的嵌入和脱出,膜层中不稳定的羟基乙叉二膦酸-锌络合物分解为羟基乙叉二膦酸和锌离子,从涂层中逸出,导致膜层变得致密,并产生额外的结合位点,防腐能力大幅度提高。(4)基于聚丙烯酸自组装功能膜在铁基底上制备抗腐蚀的有机-无机杂化膜的研究根据聚丙烯酸分子的结构和性能特点,在醇-水混合液中制备了铁基底表面的聚丙烯酸自组装膜。分别采用硝酸铈溶液、硝酸锌溶液或两者的混合溶液进一步修饰聚丙烯酸膜层,构建基于聚丙烯酸-金属络合物的有机-无机杂化膜。通过XPS分析,聚丙烯酸中的羧酸基团去质子后,与弱酸条件下溶解出的部分铁离子结合,进而吸附到金属基底表面形成聚丙烯酸膜层。铈(锌)离子修饰聚丙烯酸底层薄膜时,一部分金属离子与铁基底表面的聚丙烯酸结合,生成聚丙烯酸-金属络合物;一部分金属离子则转化为金属氧化物。电化学结果表明,在氯化钠溶液中,聚丙烯酸膜对铁基底的保护效率小于40%,当使用金属离子进一步修饰后,所得到的杂化膜对铁基底的保护效率最大可达到98%。此外,杂化膜的耐蚀性能与其化学成分和微观结构密切相关。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
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