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石墨烯防腐涂层

文章出处：天元航材责任编辑：天元化工新材厂家发布时间：2023-01-29 09:46:55 点击数：220 【大 中 小】

[导读]：天元航材给大家介绍下关于石墨烯防腐涂层的相关知识，石墨烯防腐涂料发展势头良好，那么石墨烯防腐涂层是什么？白色石墨烯防腐涂层原理是什么？一起来看看吧！

石墨烯防腐涂层

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如果没有金属，就不会有现代的人类文明。但金属腐蚀现象却也在我们的日常生活中无处不在，这给国民经济带来了巨大的损失。例如，飞机、桥梁、管道和船舶的金属腐蚀会导致桥梁倒塌、管道泄漏、沉船等灾难性事故。

下面给大家介绍一种石墨烯材料，它是新一代的防腐材料。它不仅具有完美的屏蔽性能，几乎可以阻挡所有的气体，而且是目前世界上最薄、最坚硬的纳米材料之一。它是一个真正的“材料之王”。

此外科学家发现，石墨烯就像一种“神圣的服装”，覆盖在金属表面，有效地防止它们与空气接触，对金属起到很好的保护作用。然而，人工制备的石墨烯易于再团聚，不能充分发挥石墨烯单层的优良性能。此外，石墨烯是一种导电性碳材料，具有较强的促腐蚀活性，不能长期保护金属。团聚的石墨烯同时会加剧聚合物涂层的局部微电偶腐蚀，导致涂层损伤，这样石墨烯就会很容易诱导其自身的腐蚀促进活性，并以最快的速度释放电子，加速金属基体的腐蚀。这使得石墨烯在防腐领域的商业化和规模化非常困难。
因此，中国科学院宁波材料技术与工程研究所先进涂料与胶粘剂实验室提出将绝缘的白色“石墨烯”氮化硼纳米点封装石墨烯，以实现石墨烯涂层的长期防腐的概念。氮化硼纳米点（BNNDs）被用作商业石墨烯的分散剂。利用其原子结构和表面化学性质在聚合物中实现均匀分散，通过化学方法得到的BNNDs通常含有丰富的亲水基团（如羧基和羟基）。这些亲水基团可以在水中电离，使BNNDs具有良好的溶解度。BNNDs被认为是单绝缘或半绝缘的氮化硼纳米片，横向尺寸小于50nm。BNNDs通过较强的π-π相互作用吸附在石墨烯表面，以增加其分散度。同时，BNNDs的存在屏蔽了石墨烯的导电性能，有效地抑制了其阴极腐蚀促进活性。
白色的“石墨烯”，即氮化硼，是一种类似于石墨烯的电子绝缘材料。由超声波开裂和化学改性技术制备的非常小的纳米点（直径一般小于50nm）,可以通过石墨烯片之间的π-π堆积，像磁铁一样吸附在石墨烯表面，发挥类似于导线绝缘皮革的作用。

由于氮化硼纳米点富含亲水性基团（如羟基、羧基、胺等），电化学试验表明，BNNDs改性石墨烯材料具有良好的保护性能。复合涂层的腐蚀速率比空白涂层低280倍，涂层抗蚀性提高了2个数量级。由于BNNDs不影响石墨烯的固有特性，BNNDs分散石墨烯有望迅速推进商业石墨烯在防腐领域的应用。

该技术不仅可以突破限制石墨烯推广应用的关键瓶颈，还可以从根本上消除石墨烯涂层加速缺陷金属腐蚀的隐患，为石墨烯提供长期保护。

此外单层或半层的氮化硼纳米片就是所谓的氮化硼纳米点。目前，二维材料纳米片的制备大致可分为两类：“自下而上”法和“自上而下”法。前者包括化学气相沉积法和外延生长法等，可以制备高质量的二维纳米材料，但同时，二维材料的生长环境非常高（高温高压），所获得的纳米片尺寸受基底尺寸的限制。此外，从基底转移时将严重损失纳米片的质量和性能。因此，“自上而下”法即剥离法已成为氮化硼纳米片的主要合成方法之一。

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