反渗透-阳极氧化复合膜的制备及离子通道阻断作用研究

结题报告
项目介绍
AI项目解读

基本信息

  • 批准号:
    51601014
  • 项目类别:
    青年科学基金项目
  • 资助金额:
    20.0万
  • 负责人:
  • 依托单位:
  • 学科分类:
    E0103.金属材料使役行为与表面工程
  • 结题年份:
    2019
  • 批准年份:
    2016
  • 项目状态:
    已结题
  • 起止时间:
    2017-01-01 至2019-12-31

项目摘要

The anodization is one of the most commonly used techniques for surface protection of aluminum and its alloys. But porous-type oxide layer of the anodic aluminum oxide (AAO) film is vulnerable to corrosive medium, localized corrosion will be caused and then shorten the life of related devices apparently. In this study, a reverse osmosis-anodic aluminum oxide (RO-AAO) composite film was fabricated on aluminum substrate and the barrier function of RO membrane to salt ions was employed to improve corrosion resistance of the composite film evidently. Through the experiments including polymer monomer test, nanoparticle doping test and graft modification test, blocking of ion channels was achieved in molecular level and the surface was also prepared with well abrasive resistance or super-hydrophobicity. The order of influences of polymer monomer, film thickness, crosslinking density and surface hydrophobicity to both the blocking efficiency and the corrosion resistance were individually explored by parallel controlled trials including ion permeation rate measurement, electrochemical impedance spectroscopy and immersion test. Then, the relationship between ion channel blocking rate and corrosion resistance was discussed in detail. In summary, this study will effectively improve the corrosion protection performance of aluminum and its alloys in marine environment, and further provides new ways for development of multifunctional composite film materials.
阳极氧化作为铝及其合金最常用表面防护处理方式之一,所得阳极氧化膜的表面多孔层易受腐蚀介质侵蚀并导致局部腐蚀,显著降低器件使用寿命。本研究利用反渗透膜的盐离子高效分隔功能,在铝基体表面的多孔阳极氧化膜上通过界面聚合法制备反渗透-阳极氧化复合膜,实现二者有机结合及耐蚀性显著提高。对复合膜进行聚合单体筛选、纳米粒子掺杂和表面枝接修饰,建立分子水平的离子渗透通道阻断方法,并制备耐磨或超疏水的功能性表面。通过平行对照实验,测定复合膜的离子渗透速率、交流阻抗谱和浸泡腐蚀实验,比较单体种类、膜厚、交联密度、表面疏水性等因素分别对离子通道阻断效率和耐蚀性的影响力次序,明确离子通道阻断效率与复合膜耐蚀性的关联机制。本课题的顺利实施,可深入提高海洋环境中铝合金材料的耐蚀防护性能,并为开发新型多功能复合薄膜材料提供新途径。

结项摘要

阳极氧化作为一种广泛采用的铝合金高效防护技术,如何深入提高其在海洋等极端环境下的防护性能,已成为限制未来铝合金产业深入发展的重要问题。本项目提出以阳极氧化铝(AAO)的自身多孔结构作为支撑体,通过界面聚合反应制备阳极氧化铝-反渗透膜(RO-AAO) 复合结构,利用高交联密度有机物的分子水平阻隔能力,实现对氯离子等腐蚀性介质的高效阻隔,开发相关封孔技术和表面修饰技术,探讨离子阻隔水平对腐蚀防护水平的内在关联和客观作用机制。基于项目制定的研究方案和研究目标,项目研究团队开展了RO-AAO复合膜的制备及其形貌调控研究,通过有机物沉积封孔实现自修复功能,利用表面修饰LDHs超疏水薄膜进一步提高基体与腐蚀介质的阻隔水平,并通过石墨烯掺杂深入提高LDHs薄膜自身的阻隔性能,建立结合直接封孔和表面修饰方式的腐蚀性离子高水平阻隔方案,分析并阐述其对基体耐腐蚀性能的提高作用机制,为铝合金材料的高效耐蚀保护提供重要技术支撑。项目负责人按照研究计划,合理安排研究内容和实施方案,组织研究团队系统开展相关研究工作,顺利完成相关研究内容并达到预期目标。项目负责人及时总结相关科研成果,积极参与学术交流活动,依照预期研究目标,发表SCI论文6篇,协助培养研究生4名。

项目成果

期刊论文数量(6)
专著数量(0)
科研奖励数量(0)
会议论文数量(0)
专利数量(0)
Microstructures and properties of Ag-Cu-Ti-In composite fillers for electronic packaging applications
电子封装用Ag-Cu-Ti-In复合填料的微观结构和性能
  • DOI:
    10.1007/s10854-019-01507-6
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Journal of Materials Science: Materials in Electronics
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    Zhang Shanshan;Yan Luchun;Gao Kewei;Yang Huisheng;Yang Lihang;Wang Yanbin;Wan Xiaoling
  • 通讯作者:
    Wan Xiaoling
Thermal ratchetting effect of AMB-AlN ceramic substrate: Experiments and calculations
AMB-AlN陶瓷基板的热棘轮效应:实验与计算
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2019.04.186
  • 发表时间:
    2019-08
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Zhang Shanshan;Yan Luchun;Gao Kewei;Yang Huisheng;Yang Lihang;Wang Yanbin;Wan Xiaoling
  • 通讯作者:
    Wan Xiaoling
One-Step in Situ Synthesis of Reduced Graphene Oxide/Zn-Al Layered Double Hydroxide Film for Enhanced Corrosion Protection of Magnesium Alloys
原位一步合成还原氧化石墨烯/Zn-Al层状双氢氧化物薄膜以增强镁合金的腐蚀防护
  • DOI:
    10.1021/acs.langmuir.9b00529
  • 发表时间:
    2019
  • 期刊:
    Langmuir
  • 影响因子:
    3.9
  • 作者:
    Yan Luchun;Zhou Meng;Pang Xiaolu;Gao Kewei
  • 通讯作者:
    Gao Kewei
Finite element analysis of the effect of TiC or graphite modified composite fillers on the thermal residual stress of AMB ceramic substrates
TiC或石墨改性复合填料对AMB陶瓷基体热残余应力影响的有限元分析
  • DOI:
    10.1016/j.ceramint.2019.06.155
  • 发表时间:
    2019-10
  • 期刊:
    Ceramics International
  • 影响因子:
    5.2
  • 作者:
    Zhang Shanshan;Yan Luchun;Gao Kewei;Yang Huisheng;Wang Yanbin
  • 通讯作者:
    Wang Yanbin
Design and fabrication of enhanced corrosion resistance Zn-Al layered double hydroxides films based anion-exchange mechanism on magnesium alloys
基于阴离子交换机制的镁合金增强耐蚀Zn-Al层状双氢氧化物薄膜的设计与制备
  • DOI:
    10.1016/j.apsusc.2017.01.161
  • 发表时间:
    2017-05-15
  • 期刊:
    APPLIED SURFACE SCIENCE
  • 影响因子:
    6.7
  • 作者:
    Zhou, Meng;Yan, Luchun;Gao, Kewei
  • 通讯作者:
    Gao, Kewei

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其他文献

Ce对镁合金表面ZnAlCe-LDHs薄膜耐蚀性能的影响机理研究
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  • 通讯作者:
    庞晓露
气味污染评价技术及典型垃圾处理工艺污染特征研究进展
  • DOI:
    --
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
    工程科学学报
  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    吴传东;刘杰民;刘实华;颜鲁春;赵鹏;舒木水
  • 通讯作者:
    舒木水
Fenton试剂法降解餐厨垃圾异味
  • DOI:
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  • 发表时间:
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    冯振华
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  • 通讯作者:
    颜鲁春
核壳结构Fe_3O_4@C粒子在UV-Fenton氧化去除VOCs过程中的吸附—催化作用
  • DOI:
    10.13374/j.issn2095-9389.2017.08.005
  • 发表时间:
    2017
  • 期刊:
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  • 影响因子:
    --
  • 作者:
    陈海英;刘杰民;袁司夷;裴一朴;赵鹏;张艳;颜鲁春;吴传东;高小雅
  • 通讯作者:
    高小雅

其他文献

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基于机器学习的海洋耐候钢合金成分设计与耐蚀机制研究
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课题项目:调控A型流感病毒诱导IFN-β表达的机制研究

AI项目摘要:

本研究聚焦于TRIM2蛋白在A型流感病毒诱导的IFN-β表达中的调控机制。A型流感病毒是全球性健康问题,其感染可导致严重的呼吸道疾病。IFN-β作为关键的抗病毒因子,其表达水平对抗病毒防御至关重要。然而,TRIM2如何调控IFN-β的表达尚未明确。本研究假设TRIM2通过与病毒RNA或宿主因子相互作用,影响IFN-β的产生。我们将采用分子生物学、细胞生物学和免疫学方法,探索TRIM2与A型流感病毒诱导IFN-β表达的关系。预期结果将揭示TRIM2在抗病毒免疫反应中的作用,为开发新的抗病毒策略提供理论基础。该研究对理解宿主抗病毒机制具有重要科学意义,并可能对临床治疗流感病毒感染提供新的视角。

AI项目思路:

科学问题:TRIM2如何调控A型流感病毒诱导的IFN-β表达?
前期研究:已有研究表明TRIM2参与抗病毒反应,但其具体机制尚不明确。
研究创新点:本研究将深入探讨TRIM2在IFN-β表达中的直接作用机制。
技术路线:包括病毒学、分子生物学、细胞培养和免疫检测技术。
关键技术:TRIM2与病毒RNA的相互作用分析,IFN-β启动子活性检测。
实验模型:使用A型流感病毒感染的细胞模型进行研究。

AI技术路线图

        graph TD
          A[研究起始] --> B[文献回顾与假设提出]
          B --> C[实验设计与方法学准备]
          C --> D[A型流感病毒感染模型建立]
          D --> E[TRIM2与病毒RNA相互作用分析]
          E --> F[TRIM2对IFN-β启动子活性的影响]
          F --> G[IFN-β表达水平测定]
          G --> H[TRIM2功能丧失与获得研究]
          H --> I[数据收集与分析]
          I --> J[结果解释与科学验证]
          J --> K[研究结论与未来方向]
          K --> L[研究结束]
      
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