海洋對(duì)鋼鐵的腐蝕會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)造成不可估量的損失,為了減緩鋼鐵的損失,有機(jī)涂層是一種具有潛力的一種具有成本效益的抗腐蝕策略,避免了金屬基底直接暴露在腐蝕介質(zhì)中。然而,在使用過(guò)程中,涂層不可避免地會(huì)遭受到磨損或者劃傷,嚴(yán)重限制了涂層的實(shí)際應(yīng)用。因此,急切地需要開(kāi)發(fā)一種具有自修復(fù)性能的抗腐蝕涂層。
光熱自修復(fù)涂層由于其遠(yuǎn)程可控性和局部修復(fù)的優(yōu)點(diǎn),從而受到廣泛關(guān)注。石墨相聚合物氮化碳(g-C3N4或CN)作為一種典型的二維層壓納米材料,其在層間產(chǎn)生的迷宮效應(yīng)能夠阻礙腐蝕離子與金屬基底接觸,達(dá)到延緩腐蝕的目的;同時(shí),g-C3N4具有制備簡(jiǎn)單,成本低,無(wú)毒性且溫度的優(yōu)點(diǎn),是一種具有潛力的防腐填料。然而,g-C3N4對(duì)于可見(jiàn)光吸收差等缺點(diǎn)限制了其在光熱方面的應(yīng)用。單寧酸(TA)是一種多酚,可以與Q235碳鋼等基質(zhì)中的金屬離子螯合,形成穩(wěn)定的Fe-TA有機(jī)金屬配合物,從而增強(qiáng)其光熱功效。聚二甲基硅氧烷(PDMS)涂層的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度低及在光熱條件下,分子間氫鍵的斷裂和重組可刺激PDMS鏈的運(yùn)動(dòng),從而達(dá)到宏觀的涂層自愈合,從而受到廣泛應(yīng)用。
圖1 (a) CN和(b) TA-CN-4的SEM圖像;TA-CN-4的(c) AFM圖像;CN和TA-CN-4的(d) XRD厚度;(e)TA、CN和TA-CN-4的FT-IR光譜;(f)(g)C1、(h) N 1、(i)CN和TA-CN-4上的XPS測(cè)量和高分辨率XPS光譜。
圖2 (a)光催化防腐試驗(yàn)示意圖。不同浸泡時(shí)間(1、7、14、21和28天)的(b) OCP值,(c)Tafel曲線和(d)對(duì)應(yīng)的電化學(xué)參數(shù)。
圖3 在3.5 wt%氯化鈉溶液中,PDMS、CN/PDMS和TA-CN-4/PDMS涂層的Nyquist圖(a、d、g、j、m)、Bode圖(b、e、e、h、k、n)和相角(c、f、i、l、o)圖。
圖4 72 h鹽霧試驗(yàn)前后PDMS(a1、a2)、CN/PDMS(b1、b2)、TA-CN-1/PDMS(c1、c2)、TA-CN-2/PDMS(d1、d2)、TA-CN-3/PDMS(e1、e2)、TA-CN-4/PDMS(f1、f2)和TA-CN-5/PDMS(g1、g2)涂層的光學(xué)照片。
圖5 (a)光熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)示意圖。(b)AM1.5G照射下PDMS、CN/PDMS和TA-CN-4/PDMS涂層的溫度變化曲線和(c)紅外熱像照片
圖6 PDMS(a1、a2)、CN/PDMS(b1、b2)、TA-CN-1/PDMS(c1、c2)、TA-CN-2/PDMS(d1、d2)、TA-CN-3/PDMS(e1、e2)、TA-CN-4/PDMS(f1、f2)和TA-CN-5/PDMS(g1、g2)復(fù)合涂層3小時(shí)前后劃傷和愈合的掃描電鏡圖像。(h)TA-CN/PDMS涂層的自愈合機(jī)理示意圖。
圖7 (a)紫外-可見(jiàn)漫反射光譜;(b)估計(jì)的帶隙值;(c) VB-XPS光譜和(d)能級(jí);(e) PL光譜和(f)制備的CN和TA-CN-4樣品的瞬態(tài)光電流響應(yīng)。
圖8 TA-CN/PDMS復(fù)合涂層的防腐及自愈合機(jī)理示意圖。
原文鏈接:https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724007174
- 天津大學(xué)汪懷遠(yuǎn)教授團(tuán)隊(duì) AFM:持久的雙疏自潔減反涂層賦予玻璃99.5%的超高透射率 2025-07-08
- 西工大顧軍渭/阮坤鵬團(tuán)隊(duì) Angew:本征高導(dǎo)熱液晶聚二甲基硅氧烷熱界面材料 2025-01-22
- 南京大學(xué)徐飛教授 AFM:具有高環(huán)境穩(wěn)定性的眼壓監(jiān)測(cè)智能隱形眼鏡 2024-04-17
- 東華大學(xué)熊佳慶/周欣然 Adv. Mater.:光熱響應(yīng)氣凝膠-水凝膠二元仿生體系實(shí)現(xiàn)全天候水伏發(fā)電 2025-05-21
- 北京化工大學(xué)徐福建教授團(tuán)隊(duì) AFM:光熱響應(yīng)性雜化水凝膠可誘導(dǎo)免疫調(diào)節(jié)介導(dǎo)的傷口愈合 2024-12-10
- 四川大學(xué)金勇教授團(tuán)隊(duì) JMCA:一種受含羞草啟發(fā)的光熱響應(yīng)多功能水凝膠用于被動(dòng)式太陽(yáng)能驅(qū)動(dòng)高效水凈化 2023-11-24
- 深圳技術(shù)大學(xué)史濟(jì)東等 Carbon:基于石墨烯-納米纖維素復(fù)合薄膜的自修復(fù)應(yīng)變/濕度雙模傳感器的設(shè)計(jì)及在可穿戴呼吸監(jiān)測(cè)的應(yīng)用 2025-05-28