石墨烯防腐涂層

天元航材是一家擁有50余年的生產(chǎn)技術(shù)工藝沉淀的化工原料廠家，主營產(chǎn)品有六方氮化硼（白石墨烯、HBN）等氮化硼化工原料產(chǎn)品。今天，小編給大家介紹下關(guān)于石墨烯防腐涂層的相關(guān)知識，石墨烯防腐涂料發(fā)展勢頭良好，那么石墨烯防腐涂層是什么？白色石墨烯防腐涂層原理是什么？一起來看看吧！

如果沒有金屬，就不會有現(xiàn)代的人類文明。但金屬腐蝕現(xiàn)象卻也在我們的日常生活中無處不在，這給國民經(jīng)濟(jì)帶來了巨大的損失。例如，飛機(jī)、橋梁、管道和船舶的金屬腐蝕會導(dǎo)致橋梁倒塌、管道泄漏、沉船等災(zāi)難性事故。

下面給大家介紹一種石墨烯材料，它是新一代的防腐材料。它不僅具有完美的屏蔽性能，幾乎可以阻擋所有的氣體，而且是目前世界上最薄、最堅(jiān)硬的納米材料之一。它是一個真正的“材料之王”。

此外科學(xué)家發(fā)現(xiàn)，石墨烯就像一種“神圣的服裝”，覆蓋在金屬表面，有效地防止它們與空氣接觸，對金屬起到很好的保護(hù)作用。然而，人工制備的石墨烯易于再團(tuán)聚，不能充分發(fā)揮石墨烯單層的優(yōu)良性能。此外，石墨烯是一種導(dǎo)電性碳材料，具有較強(qiáng)的促腐蝕活性，不能長期保護(hù)金屬。團(tuán)聚的石墨烯同時會加劇聚合物涂層的局部微電偶腐蝕，導(dǎo)致涂層損傷，這樣石墨烯就會很容易誘導(dǎo)其自身的腐蝕促進(jìn)活性，并以最快的速度釋放電子，加速金屬基體的腐蝕。這使得石墨烯在防腐領(lǐng)域的商業(yè)化和規(guī)模化非常困難。
因此，中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所先進(jìn)涂料與膠粘劑實(shí)驗(yàn)室提出將絕緣的白色“石墨烯”氮化硼納米點(diǎn)封裝石墨烯，以實(shí)現(xiàn)石墨烯涂層的長期防腐的概念。氮化硼納米點(diǎn)（BNNDs）被用作商業(yè)石墨烯的分散劑。利用其原子結(jié)構(gòu)和表面化學(xué)性質(zhì)在聚合物中實(shí)現(xiàn)均勻分散，通過化學(xué)方法得到的BNNDs通常含有豐富的親水基團(tuán)（如羧基和羥基）。這些親水基團(tuán)可以在水中電離，使BNNDs具有良好的溶解度。BNNDs被認(rèn)為是單絕緣或半絕緣的氮化硼納米片，橫向尺寸小于50nm。BNNDs通過較強(qiáng)的π-π相互作用吸附在石墨烯表面，以增加其分散度。同時，BNNDs的存在屏蔽了石墨烯的導(dǎo)電性能，有效地抑制了其陰極腐蝕促進(jìn)活性。
白色的“石墨烯”，即氮化硼，是一種類似于石墨烯的電子絕緣材料。由超聲波開裂和化學(xué)改性技術(shù)制備的非常小的納米點(diǎn)（直徑一般小于50nm）,可以通過石墨烯片之間的π-π堆積，像磁鐵一樣吸附在石墨烯表面，發(fā)揮類似于導(dǎo)線絕緣皮革的作用。

由于氮化硼納米點(diǎn)富含親水性基團(tuán)（如羥基、羧基、胺等），電化學(xué)試驗(yàn)表明，BNNDs改性石墨烯材料具有良好的保護(hù)性能。復(fù)合涂層的腐蝕速率比空白涂層低280倍，涂層抗蝕性提高了2個數(shù)量級。由于BNNDs不影響石墨烯的固有特性，BNNDs分散石墨烯有望迅速推進(jìn)商業(yè)石墨烯在防腐領(lǐng)域的應(yīng)用。

該技術(shù)不僅可以突破限制石墨烯推廣應(yīng)用的關(guān)鍵瓶頸，還可以從根本上消除石墨烯涂層加速缺陷金屬腐蝕的隱患，為石墨烯提供長期保護(hù)。

此外單層或半層的氮化硼納米片就是所謂的氮化硼納米點(diǎn)。目前，二維材料納米片的制備大致可分為兩類：“自下而上”法和“自上而下”法。前者包括化學(xué)氣相沉積法和外延生長法等，可以制備高質(zhì)量的二維納米材料，但同時，二維材料的生長環(huán)境非常高（高溫高壓），所獲得的納米片尺寸受基底尺寸的限制。此外，從基底轉(zhuǎn)移時將嚴(yán)重?fù)p失納米片的質(zhì)量和性能。因此，“自上而下”法即剝離法已成為氮化硼納米片的主要合成方法之一。

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