木质素是一种天然的生物基高分子,主要来源于纸浆和造纸工业的副产品—黑液。黑液中的木质素含有可回收的碱,造纸工业中一般将其作为碱回收工艺中的燃料。随着人们对木质素的深入研究,其在众多领域的应用受到生产与研究者的广泛关注。特别是由木质素制备的木质素纳米颗粒在功能性表面涂层、纳米胶、药物递送和微流体装置等方面具有潜在的用途。目前使用的防腐颜料例如磷酸锌类,由于其粒径大、作用效果缓慢而使其应用受到了限制。木质素纳米粒子具有优异的缓蚀和分散性可弥补传统颜料的不足。为此,本论文利用木质素纳米粒子与磷酸锌形成一种有机/无机杂化的复合粒子,将其应用于水性的环氧涂层中作为碳钢的防腐涂层。以期解决磷酸锌在防腐涂层中的问题,提升木质素的资源化利用。论文从以下三个方面进行了研究,具体内容如下:(1)原料高糖麦草碱木质素经碱溶酸析的提纯过程后,灰分含量为0.13%;通过EDS对提纯前后的木质素的元素分析结果得到:提纯后的木质素除去了的S、Na、K和部分Si元素;并测得羧基、酚羟基和醇羟基/羟值在木质素中的占比分别为10.6%、7.0%和9.8%。(2)实验通过将溶解了木质素的N,N-二甲基甲酰胺(DMF)溶液缓慢滴加到快速搅拌的去离子水中来获得球形木质素纳米粒子。该过程不需要对木质素进行化学改性,仅以水充当非溶剂,并利用木质素具有的表面活性剂结构,疏水区域和亲水基通过自组装形成纳米颗粒。本章研究了纳米颗粒分散体在温度,搅拌速度,木质素溶液的滴加速度,盐浓度和pH影响下的粒径和稳定性变化。结果表明:木质素溶液的滴加速度和温度对木质素纳米粒子形成的特性影响较小;搅拌速度影响显著;木质素纳米粒子在低的pH值(2.83)或高盐浓度(500 mMNaCl水溶液)环境下诱导聚集,发生沉降,当pH趋于中性条件下会有利于木质素纳米颗粒的形成,且平均粒径相对较小约为80nm;有相同电荷的表面活性剂(十二烷基苯磺酸钠)会协同木质素纳米粒子的形成,而带有相反电荷的表面活性剂(十六烷基三甲基溴化铵)会使颗粒的表面电荷发生反转,并且通过吸附阳离子表面活性剂产生稳定的阳离子木质素纳米颗粒。木质素纳米粒子对Q235碳钢的缓蚀的电化学测试结果表明:在测试的木质素纳米粒子浓度范围内,随着木质素浓度的增加,其缓蚀效果增强。(3)以合成的木质素纳米粒子为模板,与磷酸锌复合形成木质素/磷酸锌的复合纳米粒子(LPNs)。利用SPM、TEM对其形貌和粒径进行测试,并在空气气氛中进行了TGA测试,结果表明:显微照片下复合纳米粒子为球形和椭球型,粒径约在70-90 nm间;在合成的木质素/磷酸锌复合纳米材料中,磷酸锌占比为73.91%。通过电化学工作站测试的复合纳米涂层的EIS和Tafel极化曲线后发现:在LPNs的添加量为0.06wt%时,复合纳米涂层的防腐效果无论是在中期还是后期都有良好的表现;添加量过多时,涂层的防腐效果在前期虽不是很明显,但在后期对于钢板的腐蚀有很好的抑制作用。