上海电力大学徐群杰教授、曹怀杰团队MXene防腐涂层研究新进展

1.成果简介

上海电力大学徐群杰教授、曹怀杰团队近期在《Surface & Coatings Technology》期刊发表“Electrochemical behavior and anti-corrosion property of Ti₃C₂T_x  MXene/LDH heterostructured coating on aluminum alloy”的论文，本文通过原位生长和浸涂工艺，提出了一种用于铝合金防腐的Ti₃C₂T_x/层状双氢氧化物（LDH）异质结构涂层。基于MXene与LDH的静电作用，涂层设计中不需要复杂的MXene表面功能化，避免均匀分散和结构控制等问题，该层在3.5 wt.% NaCl溶液中展现出优异的耐蚀性能。微观结构、表面分析结合电化学测试结果表明，长期浸泡后该涂层仍具有优异的防腐性能。相比于其他二维材料复合涂层， 本文设计的涂层具有低的腐蚀速率。涂层耐蚀性能归因于MXene与LDH的协同作用。

2.图文导读

图1 铝合金上Ti₃C₂T_x MXene/LDH涂层制备过程示意图

图2 （a-b）裸铝合金、（c-d）LDH和（e-f）MXene/LDH涂层表面形态的SEM图像

图3 所制备涂层（a） XRD图谱，（b）拉曼光谱，（c）的FTIR，以及（d-f）Ti₃C₂T_x MXene/LDH涂层的XPS光谱：（d）测量光谱，（e）Ti 2p，（f）C1s

图4 EIS曲线：（a）奈奎斯特图，（b）波德图，和（c）裸铝合金、LDH涂层和MXene/LDH涂层在3.5wt%NaCl溶液中的相位角图，（d）使用的等效电路模型

图5（a） OCP随时间的变化，（b）动电位极化曲线，（c）腐蚀电流密度，以及（d）裸铝合金、LDH和MXene/LDH涂层的腐蚀速率

图6 EIS图与（a-c）裸铝合金、（d-f）LDH涂层和（g-i）MXene/LDH涂层在3.5wt%NaCl溶液中的浸渍时间的关系

图7 （a）Ti₃C₂T_x MXene/LDH涂层与其他二维纳米片复合涂层腐蚀速率对比；（b）Ti₃C₂T_x MXene/LDH涂层的防腐蚀机理示意图

3.小结

此项工作通过简单的原位生长工艺和在铝合金上的浸涂工艺，制备了一种高效、长期的Ti₃C₂T_x MXene/LDH异质结构涂层。总之，该工作提供了一种新型的MXene防腐涂层，并将扩大2D MXene材料的应用。

文献链接：https://doi.org/10.1016/j.surfcoat.2023.129551

本文由作者供稿