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功能化氮化碳/丙烯酸氟硼复合涂层的制备与防污性能研究
| 论文题名： | 功能化氮化碳/丙烯酸氟硼复合涂层的制备与防污性能研究 |
| 关键词： | 海洋防污;氮化碳;丙烯酸氟硼;光催化 |
| 摘要： | 船舶在海洋中的污损一直是各国极其重视的问题。污损生物的附着会严重增加船舶的损耗，造成巨大的经济损失。目前使用最多的防污方法为涂覆防污涂层，大多数防污涂层会向环境中释放有机小分子杀灭细菌，但这些有机小分子会对环境造成污染，为了解决这种环境问题，目前大量的研究聚焦于光催化剂与自抛光树脂相结合的复合系统，以提供协同防污作用。因此，本文以光催化材料氮化碳为研究对象，制备了四种功能化氮化碳材料，并将其与丙烯酸氟硼树脂复合，制备了功能化氮化碳/丙烯酸氟硼复合防污涂层，通过抗菌、抗海藻附着实验、实海试验来探究复合防污涂层的防污性能。 本论文采用煅烧方法制备了新型的三维C、O共掺杂N缺陷的氮化碳材料(CNs);三维氮化碳/丙烯酸氟硼复合防污涂层(CNs/ABFP)的接触角和失重率数据表明复合材料的水解速率明显降低，其水解速率为5.35％。掺杂了CtCN的丙烯酸氟硼树脂其对大肠杆菌的抑制率可以达到91.87％;小新月菱形藻生长曲线测试发现，改性后的复合防污涂层，具有很好的环境友好性。 成功制备三维石墨烯-氮化碳/丙烯酸氟硼复合防污涂层（GCNs/ABFP），其对大肠杆菌、金黄色葡萄球菌抑制率和双眉藻抑制率为92.85％、93.89％和90.35％。实海挂板试验同样表明改性后的复合涂层的防污性能要明显高于未改性的复合防污涂层;小新月菱形藻14天的生长曲线表明改性后的复合防污涂层具有很好的环境友好性，不会对海藻的生长造成影响。 成功制备三维硫化银-氮化碳/丙烯酸氟硼复合防污涂层(ACNs/ABFP)其在500小时后的失重率仅为6.59％;另外由于材料的光催化作用，复合涂层的防污性能和抗海藻附着性能都有明显的提高，其抑菌率和双眉藻抑制附着率分别达94.46％和91.07％。实海挂板试验表明改性后的复合涂层在实际海洋环境中同样具有很好的防污性能。 利用水热法和煅烧法成功制备了三维锰酸锌-氮化碳(ZMOCNs)复合材料。紫外光谱测试表明当锰酸锌的质量分数为70wt％时复合材料带隙仅为1.24eV，具有更高的光催化效果。三维锰酸锌-氮化碳/丙烯酸氟硼复合防污涂层(ZMOCNs/ABFP)复合涂层的抑菌率和双眉藻抑制附着率分别达96.33％和96.60％。环境友好性能测试表明ZMOCNs/ABFP复合防污涂层具有很好的环境友好性。 |
| 作者： | 孙晓楠 |
| 专业： | 化学工程与技术 |
| 导师： | 刘琦 |
| 授予学位： | 硕士 |
| 授予学位单位： | 哈尔滨工程大学 |
| 学位年度： | 2022 |
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