Ag/TiO2复合陶瓷涂层的超疏水设计及其海洋防污性能研究

Marine microbiological corrosion damage marine facilities, which bring huge losses to marine economy. So, it is particularly urgent and important that we will research a new type of technology which can resist microbial corrosion,and explore the interaction mechanism on the marine equipment surface and microbial membrane, and develop new materials which can meet future Marine exploitation. Along with the development of the antifouling technology, exploring new antifouling coating materials with long-term stable and environment friendly become the main direction and hot spots. This project will design and prepare Ag/TiO2 ceramic coatings which complexed with other oxides. It is the important object that finds method which can reinforce interface binding force of ceramic membrane, and search the influence on its hydrophobicity when the micro structure of the surface changed. In addition, we will explore the growth of biomembrane and the influtions on electrochemical parameters with different film components and structures using electrochemical and fluorescence microscopic technology.And on that Basis,we could analyse the key factors which effect the attachment of marine microorganism(such as seaweed, barnacle,microbial secretion) on the hydrophobic coating with low surface energy, and determine the corresponding relationship between circuit potential shift and microorganism quantity. This study not only could further understand the corrosion mechanism of marine microorganism, but also provide research foundation for the design of materials inhibiting microbial corrosion.

海洋微生物腐蚀破坏海洋设施，给海洋经济带来巨大的损失，研究满足未来海洋资源开发的新材料已非常迫切。自国际海事组织决定全面禁止使用有机锡防污剂以来，探索研究长效稳定的环境友好型防污涂层新材料成为当前海洋防污研究的主要方向和热点。本项目将以Ag/TiO2复合陶瓷涂层的设计和制备为研究对象，着重研究增强复合陶瓷膜材料界面结合力的策略及表面微观结构的变化对其疏水性能的影响，结合电化学技术和荧光显微技术探讨微生物膜的生长附着过程及不同膜组分和结构对电化学参数的影响，分析不同组分和构成的低表面能疏水涂层对海藻、藤壶和微生物分泌物等海洋生物体附着影响的关键因素,确定天然海水中该膜材料开路电位正移与微生物附着数量之间的对应关系。该研究不仅可以进一步理解海水中细菌腐蚀机理，更可以为抑制微生物腐蚀材料的设计提供研究基础。

海洋微生物生物污损破坏海洋设施，给海洋经济带来巨大的损失，研究满足未来海洋资源开发的新材料已非常迫切。目前，通常采取的防污措施是利用防污剂毒杀污损生物、阻止其在设施表面附着。随着海洋环境保护要求的日益严格，环保型防污剂逐渐成为海洋防污剂研究的主导方向。然而，此类防污剂仍存在广谱防污性能较差及防污期效过短等突出问题。因此，如何得到防污效果好，持续时效长的新型环保防污剂成为海洋生物污损防治研究领域的热点课题。本项目以TiO2为主要基体材料，设计制备了Ag/TiO2（纳米颗粒）、Ag/ rGO / TiO2（纳米颗粒）、Ag/TiO2（纳米管）、Ag/PDA/TiO2(纳米管)一系列复合材料，分别对它们进行了结构表征和性能测试，主要研究了它们的光催化性能和抗菌防污性能，对催化机理和抑菌防污机理进行了分析。另外在不锈钢表面建立BTESPT/DA-MWCNT/TiO2防腐蚀防污涂层，对其抗菌性能进行了研究，并且研究了涂层在海水中的防腐蚀机理。通过对上述复合材料的研究发现，以Ag/TiO2为主的复合纳米材料具有很好光催化性能和抗菌防污性能，该研究成果在防腐蚀领域有一定的理论指导意义和应用价值。本项目的研究成果对海洋微生物新型污损剂的发展提供了一定的基础。历经三年的时间，本项目资助发表SCI收录文章4篇，中文核心期刊文章1篇，会议论文2篇，同时申请中国国家发明专利1项。