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本文主要分为WS2纳米片/石墨烯三维复合材料的制备并应用于超级电容器的正极材料和TiO2纳米膜涂覆于304不锈钢表面的腐蚀保护特性研究这两个独立的部分。
第一部分，本文所研究的超级电容器是作为新兴的、小型高储能的设备之一。我们以块状的直径为45um的鳞片石墨粉为原料，使用改性的Hummers法经过预氧化和强氧化过程使原料剥离为多缺陷、多孔道的三维氧化石墨；并通过绿色高温的还原法成功地去除在氧化过程中“穿插”的大多数含氧官能团；得到了多褶皱、多缺陷、多孔道的三维石墨烯。基于石墨烯片层间的π-π堆积作用容易导致石墨烯三维结构的“崩塌”，本文将二硫化钨（WS2）和氧化石墨结合制备成复合材料应用于超级电容器的正极材料中来检验其是否也具有较好的储存电子能力。在成功地制备了三维氧化石墨的基础上，我们以其未被还原的三维氧化石墨为原料，用水热法在其中掺入用双表面活性剂软模板控制合成的WS2纳米粒子；最后使得在高温高压和一定表面活性剂浓度下，纳米粒子能定向生长为纳米片并与石墨烯的缺陷形成一个加固的适合离子吸附的“蜂窝状”状结构。从而，我们使用此复合材料进行超级电容器正极材料的研制。其中WS2纳米片不具有可逆电容特性；制备的三维石墨烯的最高比电容为16.83F/g；WS2纳米片/石墨烯三维复合材料展现的最高比电容为88.33F/g；WS2纳米片/石墨烯三维复合材料对应的正极比电容为302.8F/g；最后，我们将正极材料按照非对称扣式水系的超级电容器组装成了器件的最高比电容为45.28F/g。WS2纳米片/石墨烯三维复合材料的能量密度和功率密度分别为15.9Wh/Kg、289.1W/Kg。并成功地充当了小型用电器的储电和供电装置。
其次众所皆知，钢铁的腐蚀对我国造成的经济损失乃至对世界各地都是一个无法完全杜绝的难题；所以腐蚀的防护对我们来说刻不容缓。当今的腐蚀防护的手段有很多种，但是在实际应用中涂层对金属表面进行的防护是应用范围最广、效果最好的防护手段。纳米TiO2作为一种光催化性能非常优良的半导体材料；其在金属表面防护方面的应用同样也具有广阔的发展前景。本文第二部分以不锈钢为基底在其表面涂覆TiO2纳米膜并探究其防腐蚀性能。TiO2纳米膜通过溶胶凝胶法和微乳法的结合使用来制备，其TiO2粒子拥有小尺寸(直径27nm)、形状均匀、无聚集现象和大小可控等特点；这将大大地提高纳米膜的防腐蚀性。在特定的侵蚀液实验中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢浸泡在侵蚀液中0-125min均未出现腐蚀坑和腐蚀斑的迹象；而未经处理的不锈钢基底随着在侵蚀液中时间地增加，腐蚀斑和腐蚀坑的直径大小由0增长至85um最后在125min增加到366um。在相同侵蚀液中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢基底显示的腐蚀速率为0~1.72mm/年，而未经处理的空白不锈钢基底的腐蚀速率为每年92~137mm/年。在EIS中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢基底相比于未经处理的不锈钢基底的极化阻抗值增大了近20倍的。由此可证明TiO2的纳米膜的涂覆延长了不锈钢基底的防腐时间。
另一方面，TiO2的纳米膜粒子的紧密排列和单颗粒之间的光生阴极保护可以更好地防止不锈钢的表面被腐蚀性离子侵蚀（发生氧化反应）。我们通过在特制的侵蚀液中验证其防腐蚀性能，发现经涂覆一层TiO2的纳米膜的不锈钢基底能具有更好的耐腐蚀性，并且涂覆一层是发挥其防腐蚀性能的最佳配比。
钢为基底在其表面涂覆TiO2纳米膜并探究其防腐蚀性能。TiO2纳米膜通过溶胶凝胶法和微乳法的结合使用来制备，其TiO2粒子拥有小尺寸(直径27nm)、形状均匀、无聚集现象和大小可控等特点；这将大大地提高纳米膜的防腐蚀性。在特定的侵蚀液实验中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢浸泡在侵蚀液中0-125min均未出现腐蚀坑和腐蚀斑的迹象；而未经处理的不锈钢基底随着在侵蚀液中时间地增加，腐蚀斑和腐蚀坑的直径大小由0增长至85um最后在125min增加到366um。在相同侵蚀液中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢基底显示的腐蚀速率为0~1.72mm/年，而未经处理的空白不锈钢基底的腐蚀速率为每年92~137mm/年。在EIS中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢基底相比于未经处理的不锈钢基底的极化阻抗值增大了近20倍的。由此可证明TiO2的纳米膜的涂覆延长了不锈钢基底的防腐时间。
另一方面，TiO2的纳米膜粒子的紧密排列和单颗粒之间的光生阴极保护可以更好地防止不锈钢的表面被腐蚀性离子侵蚀（发生氧化反应）。我们通过在特制的侵蚀液中验证其防腐蚀性能，发现经涂覆一层TiO2的纳米膜的不锈钢基底能具有更好的耐腐蚀性，并且涂覆一层是发挥其防腐蚀性能的最佳配比。
第一部分，本文所研究的超级电容器是作为新兴的、小型高储能的设备之一。我们以块状的直径为45um的鳞片石墨粉为原料，使用改性的Hummers法经过预氧化和强氧化过程使原料剥离为多缺陷、多孔道的三维氧化石墨；并通过绿色高温的还原法成功地去除在氧化过程中“穿插”的大多数含氧官能团；得到了多褶皱、多缺陷、多孔道的三维石墨烯。基于石墨烯片层间的π-π堆积作用容易导致石墨烯三维结构的“崩塌”，本文将二硫化钨（WS2）和氧化石墨结合制备成复合材料应用于超级电容器的正极材料中来检验其是否也具有较好的储存电子能力。在成功地制备了三维氧化石墨的基础上，我们以其未被还原的三维氧化石墨为原料，用水热法在其中掺入用双表面活性剂软模板控制合成的WS2纳米粒子；最后使得在高温高压和一定表面活性剂浓度下，纳米粒子能定向生长为纳米片并与石墨烯的缺陷形成一个加固的适合离子吸附的“蜂窝状”状结构。从而，我们使用此复合材料进行超级电容器正极材料的研制。其中WS2纳米片不具有可逆电容特性；制备的三维石墨烯的最高比电容为16.83F/g；WS2纳米片/石墨烯三维复合材料展现的最高比电容为88.33F/g；WS2纳米片/石墨烯三维复合材料对应的正极比电容为302.8F/g；最后，我们将正极材料按照非对称扣式水系的超级电容器组装成了器件的最高比电容为45.28F/g。WS2纳米片/石墨烯三维复合材料的能量密度和功率密度分别为15.9Wh/Kg、289.1W/Kg。并成功地充当了小型用电器的储电和供电装置。
其次众所皆知，钢铁的腐蚀对我国造成的经济损失乃至对世界各地都是一个无法完全杜绝的难题；所以腐蚀的防护对我们来说刻不容缓。当今的腐蚀防护的手段有很多种，但是在实际应用中涂层对金属表面进行的防护是应用范围最广、效果最好的防护手段。纳米TiO2作为一种光催化性能非常优良的半导体材料；其在金属表面防护方面的应用同样也具有广阔的发展前景。本文第二部分以不锈钢为基底在其表面涂覆TiO2纳米膜并探究其防腐蚀性能。TiO2纳米膜通过溶胶凝胶法和微乳法的结合使用来制备，其TiO2粒子拥有小尺寸(直径27nm)、形状均匀、无聚集现象和大小可控等特点；这将大大地提高纳米膜的防腐蚀性。在特定的侵蚀液实验中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢浸泡在侵蚀液中0-125min均未出现腐蚀坑和腐蚀斑的迹象；而未经处理的不锈钢基底随着在侵蚀液中时间地增加，腐蚀斑和腐蚀坑的直径大小由0增长至85um最后在125min增加到366um。在相同侵蚀液中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢基底显示的腐蚀速率为0~1.72mm/年，而未经处理的空白不锈钢基底的腐蚀速率为每年92~137mm/年。在EIS中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢基底相比于未经处理的不锈钢基底的极化阻抗值增大了近20倍的。由此可证明TiO2的纳米膜的涂覆延长了不锈钢基底的防腐时间。
另一方面，TiO2的纳米膜粒子的紧密排列和单颗粒之间的光生阴极保护可以更好地防止不锈钢的表面被腐蚀性离子侵蚀（发生氧化反应）。我们通过在特制的侵蚀液中验证其防腐蚀性能，发现经涂覆一层TiO2的纳米膜的不锈钢基底能具有更好的耐腐蚀性，并且涂覆一层是发挥其防腐蚀性能的最佳配比。
钢为基底在其表面涂覆TiO2纳米膜并探究其防腐蚀性能。TiO2纳米膜通过溶胶凝胶法和微乳法的结合使用来制备，其TiO2粒子拥有小尺寸(直径27nm)、形状均匀、无聚集现象和大小可控等特点；这将大大地提高纳米膜的防腐蚀性。在特定的侵蚀液实验中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢浸泡在侵蚀液中0-125min均未出现腐蚀坑和腐蚀斑的迹象；而未经处理的不锈钢基底随着在侵蚀液中时间地增加，腐蚀斑和腐蚀坑的直径大小由0增长至85um最后在125min增加到366um。在相同侵蚀液中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢基底显示的腐蚀速率为0~1.72mm/年，而未经处理的空白不锈钢基底的腐蚀速率为每年92~137mm/年。在EIS中，涂覆一层TiO2纳米膜的不锈钢基底相比于未经处理的不锈钢基底的极化阻抗值增大了近20倍的。由此可证明TiO2的纳米膜的涂覆延长了不锈钢基底的防腐时间。
另一方面，TiO2的纳米膜粒子的紧密排列和单颗粒之间的光生阴极保护可以更好地防止不锈钢的表面被腐蚀性离子侵蚀（发生氧化反应）。我们通过在特制的侵蚀液中验证其防腐蚀性能，发现经涂覆一层TiO2的纳米膜的不锈钢基底能具有更好的耐腐蚀性，并且涂覆一层是发挥其防腐蚀性能的最佳配比。