《金属防腐涂层中超疏水化合物的运用及作用分析,大学论文.docx》由会员分享,可在线阅读,更多相关《金属防腐涂层中超疏水化合物的运用及作用分析,大学论文.docx(36页珍藏版)》请在淘文阁 - 分享文档赚钱的网站上搜索。
1、金属防腐涂层中超疏水化合物的运用及作用分析,大学论文内容摘要:近年来,随着当代工业不断发展,金属材料的应用日趋广泛,同时金属材料的腐蚀问题也遭到大家的广泛关注。超疏水化合物因其优良的化学特性而被应用于金属腐蚀防护领域。介绍了超疏水化合物在金属基底进行防护的原理,综述了近年来常用于制备超疏水外表的方式方法,如通过氟化物、硬脂酸类化合物、长链的烷基或者是硅烷基等疏水性物质对低外表能的化合物进行改性,构建出具有低外表能的超疏水外表。超疏水化合物与有机金属框架化合物MOFs、缓蚀剂以及微胶囊3种特殊的具有防腐特性的物质,可通过协同作用对金属基体进行防护:1利用一些疏水性化合物对具有特殊的外表特性的有机
2、金属框架化合物MOFs纳米材料进行改性,制造出超疏水外表;2通过一些长链疏水性化合物对缓蚀剂进行改性,以提高其疏水性能,进而可获得更优异的防腐效果;3具有自修复功能的微胶囊与疏水性化合物,通过协同作用发挥其最佳防腐性能。最后对超疏水化合物在金属腐蚀与防护领域的应用前景进行了瞻望。 本文关键词语:超疏水化合物; 低外表能; 改性; 金属; 腐蚀; 防护; Application Progress of Superhydrophobic Compounds in the Field of Metal Corrosion and Protection WEI Run-zhi LIU Zheng SU
3、N Dan LYU Yi-ju WEI Wen-chang Guangxi Key Laboratory of Electrochemical and Magneto-chemical Functional Materials,School of Chemical and Bioengineering, Guilin University of Technology Abstract:In recent years, with the continuous development of modern industry, the applications of metal materials a
4、re becoming more and more extensive. At the same time, the corrosion of metal materials is also widely concerned. Superhydrophobic compounds are used in the field of metal corrosion protection because of their excellent chemical properties. In this paper, the principle of superhydrophobic compounds
5、protection on metal substrate are introduced, and the methods of preparing superhydrophobic surface commonly used in recent years are summarized. For example, the compounds with low surface energy are modified by fluorides, stearic acids, long-chain alkyls or silyl group to build superhydrophobic su
6、rface with low surface energy. Superhydrophobic compounds, organic metal framework compounds(MOFs), corrosion inhibitors and microcapsules can protect the metal matrix through synergistic action:(1) Some hydrophobic compounds are used to modify the organic MOFs with special surface properties to pro
7、duce superhydrophobic surfaces;(2) The inhibitors are modified by some long-chain hydrophobic compounds to improve their hydrophobicity so as to obtain the better anticorrosion effect;(3) Microcapsules with self-healing function and hydrophobic compounds can exhibit the best anti-corrosion performan
8、ce through synergistic action. The applications of superhydrophobic compounds in metal corrosion and protection are prospected. 随着当代工业的不断发展,给金属材料的应用带来了更大的发展平台。金属材料因在物理性能方面具有良好的硬度和强度特性,进而被用于工厂的设备搭建、管道输送、原料存储等方面;在化学性质方面,生物传感器1、电极材料2、太阳能电池板3、特定工业产品外壳4等方面被广泛地应用。然而金属腐蚀也日益成为世界各国所面临的一个重大问题,金属材料的腐蚀不但会减少金属材料
9、的使用寿命和利用价值,严重时甚至会威胁到整个工业生产经过的正常运行,并且对于金属腐蚀的材料的回收、再制造造成了宏大的经济损失和人力消耗,不可避免地也带来了土地资源和水资源的污染,给工业生产、人们的生命财产安全带来了安全隐患5。根据统计数据显示,全球每年因腐蚀造成的损失高达4万亿美元,因而,对当代工业金属腐蚀防护问题的解决迫在眉睫6。 为了预防和保卫所用的金属元件和设备免受腐蚀,针对金属腐蚀所带来的种种危害,利用一些腐蚀防护的方式方法使金属材料免受腐蚀不失为一种解决问题的好方式。金属防护的本质是将金属本身和腐蚀介质隔离,进而减小金属材料与腐蚀介质发生化学反响的可能性8。对于金属的防护能够从下面几
10、点进行:1在工业生产经过中,正确选择使用的金属材料。选择在生产环境中不易发生腐蚀的金属材料作为设备原料,进而在源头保卫金属,使金属免受腐蚀。2对金属材料所处的工业生产环境进行改善。一方面能够对温度、湿度和p H值等生产因素进行调整,即通过对工业生产经过中与金属直接接触的生产原料本身生产条件的改变,来使得金属发生腐蚀反响的可能性降到最低。另一方面,能够对与金属接触的腐蚀环境进行改善,如向腐蚀环境中添加缓蚀剂,可看作是在金属外表增加一层防护层,进而减缓金属元件的腐蚀程度,使得金属材料得到一定的保卫。3对工业生产中使用的金属材料本身进行改善,即通过向金属材料中添加一些化学元从来增加金属材料的防腐蚀性
11、能。4在使用的金属基材外表添加一层防腐蚀涂层,对金属进行外表保卫,进而使得金属材料本身基体免受腐蚀。在日常生活中,有机涂层因具有屏蔽、电化学防护、缓蚀、涂膜自修复、疏水、钝化等作用,因此被广泛地用作金属基材的保卫层9,10,11。 在工业生产的经过中,有一些硬性客观的要求,对于金属的选择很难做到免于腐蚀这一要求,因而,对于金属材料防腐性能的提高,更多的是放在对于生产环境的改善和对金属材料本身防腐性能的提高上。当前,对金属材料本身的防腐性能的提高,提出了很多方式方法。例如,向腐蚀介质中添加缓蚀剂来减缓金属基材的腐蚀速度、在金属基材外表添加含有微胶囊的自修复涂层等。疏水性化合物因具有良好的自清洁性
12、12、防水性13、防污性14、良好的防潮性15,而被应用于金属防护、医药、化工、建筑等领域。因而,将疏水性化合物应用于金属腐蚀与防护为日后的研究提供了一个新的方向。 1 超疏水化合物腐蚀防护作用原理 当前,越来越多的研究显示,利用超疏水化合物作为金属外表涂层,将金属材料外表做成超疏水外表,利用超疏水化合物的自清洁和防污、防水性质使金属外表得到保卫。超疏水化合物类似于一种非极性分子,在水溶液中经常以一种团状聚集物的形式存在,而水往往在含有超疏水化合物的外表产生很大的接触角,呈现出一种 水滴状 。因而,使用超疏水化合物所制备的超疏水外表能够将金属基材和腐蚀介质隔开,到达腐蚀防护的目的。常见的超疏水
13、化合物包括一些含有长链的烷烃、硅烷和氟化物。超疏水外表SHS是根据 荷叶 原理所制备的一种具有超疏水性的材料,在稍微受力的情况下,水珠在超疏水外表能够进行滑动16,17,18,固体外表能否排挤液体主要取决于外表形态和外表能,较低的外表能和较粗糙的外表形态更有利于固体外表对液体进行排挤。综上,能够使用低外表能物质如氟化物、长链烷基链或硅基链、粗糙外表来制备超疏水外表19,20,21,22,23,24。其原理示意图如此图1所示,在基材外表涂覆有机层后进行超疏水改性,最终构成超疏水外表。 图1 超疏水外表原理示意图16 2 超疏水化合物在防腐涂层领域的应用 在金属基底上涂覆有超疏水性质的涂层进行防腐
14、,是近年来金属腐蚀防护的一大途径。常见的制备金属超疏水外表的方式方法有电化学沉积法26、溶胶-凝胶法27、化学刻蚀法32、浸渍法35、激光法36等。通过这些方式方法在金属外表构成具有低外表能外表,进而使涂层获得超疏水性质。 2.1 使用具有低外表能的氟化物对涂层进行改性 在制备超疏水外表的经过中,经常在纳米构造的涂层外表利用低外表能的氟化物进行改性,进而获得具有低外表能的粗糙外表涂层25,26,27。Zhang等25在弱碱条件下,通过采用水热法将层状双氢化物LDHs单晶片插层的三维花状构造锚定在尿素溶液中的金属丝上,用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷PFTS进行改性,成功制备了疏水
15、性涂层。修饰后,外表从亲水性转变为疏水性,水接触角达156 ,滑动角为5 。该研究结果为氟化物在金属基底的超疏水改性提供了一种思路,即在弱碱条件下,将网状物浸入六水合硝酸镍Ni(NO3)2 6H2O和非水合硝酸铝Al(NO3)3 9H2O两种多价金属硝酸盐的混合溶液中构成微/纳米构造。在各种恶劣条件下处理后,网眼仍具有疏水能力。出色的自清洁性能和油水分离效率,使其在工业油水分离以及其他高度防水材料的开发中发挥了重要作用。其制备经过如此图2所示,包括:1金属网眼的羟基化经过,获得了完全化学活化的富羟基外表SSM-OH);(2晶体生长,在尿素溶液中,通过水热法在活化网格外表构成插层LDHs单晶片的
16、花状构造;3用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷PFTS进行改性。 图2 设计经过的示意图25 Yu等26为消除有害的局部腐蚀,采用电化学沉积法,成功地在不锈钢外表制备了具有分层纳米构造的超疏水涂层。该纳米构造涂层内层为WO3纳米薄片,外层为Ti O2纳米颗粒。用1H,1H,2H,2H-全氟癸基三乙氧基硅烷进行改性。此方式方法中WO3Ti O2具有光诱导阴极保卫性质,该保卫作用将电子不间断地补充到基材上,同时将不锈钢连接到WO3Ti O2纳米片阵列上的剩余Fe W非晶态合金,能够通过防止点蚀和减少界面问题来提高目的基材的耐腐蚀性能。此次研究为金属防腐提供了一种简单且低成本的金属腐蚀防
17、护的电化学方式方法,并且在工程规模上实现了电子储存/释放可控的超疏水外表,同时提供了阴极保卫的新思路、新方式方法。Brassard等27采用溶胶凝胶法成功地在铝合金外表制备了超疏水外表,通过制备不同尺寸的二氧化硅纳米颗粒,并在乙醇溶液中使用氟烷基硅烷对其进行改性,获得了氟化二氧化硅纳米颗粒。将这些含氟二氧化硅纳米粒子分散溶液旋涂于铝合金基底上,制备出超疏水薄膜。实验表示清楚,随着薄膜中含氟二氧化硅纳米粒子的尺寸不断增大,超疏水薄膜的粗糙度不断增大,当氟化二氧化硅纳米粒子的临界尺寸为(119 12) nm时,产生了外表粗糙度高达0.697 m的薄膜,且接触角高达(151 4) ,表现出了优异的疏
18、水性能。同时,提供了一种通过旋涂技术来增大薄膜粗糙度的方式方法。 具有低外表能的氟类化合物是一种高效且性能优异的原料,适用于在各种金属基材外表进行改性。但是在采用该种物质的经过中,因其本身性质,对金属基材进行改性后,其与金属基底的附着力不强,且会对环境产生危害,不合适将其应用于大规模的工业生产。 2.2 使用长链烷基链或硅基链进行改性 固然使用氟化物作为改性剂来降低涂层的外表能能够获得优异的疏水性涂层,但是因其价格昂贵,且具有毒性,因而并不适用于大规模的工业生产。针对上述现在状况,能够采用较长的烷基链或者硅基链来代替氟化物制备超疏水外表。Qiu等28通过电化学沉积和化学气相沉积相结合的方式方法
19、,在Cu Zn金属基底外表构成了纳米级Cu(OH)2束簇构造,再使用十二烷硫醇对外表进行改性,最终构成了超疏水和超亲油的防腐涂层。之后向涂层外表注入油相,制备成光滑的注液多孔外表SLIPS。将所制备的SLIPS放入非生物海水和硫酸盐复原细菌培养基中,观察其缓蚀性能。结果表示清楚,在长期的海水侵蚀下,SLIPS表现出了良好的缓蚀性能,同时SLIPS具有附着抑制特性,进而有效地抑制了生物腐蚀。Zhang等29采用一种快速且环保的一步电化学沉积法,成功地在铝基底外表制备了超疏水涂层,该外表由具有两层微乳头构造和纳米纹理的棕榈酸锰复合物组成。同时使用十六烷酸对涂层进行了改性,纳米构造赋予底物粗糙外表,
20、而长烷基链赋予底物非常低的外表能。实验证明,所制备的涂层表现出优异的超疏水性,接触角高达(166.1 3) ,同时具有优异的疏水性和抗生物污垢的特性,能够广泛应用于海洋腐蚀环境。此种方式因操作简便、快速并且环保,进而给金属基底涂层的防护带来了一种有实际意义的替代技术。Zhang等30采用浸渍法成功制备了一种基于二氧化钛纳米线与聚二甲基硅氧烷相结合的超疏水涂层,华而不实聚二甲基硅氧烷是一种具有低外表能的材料。所制备的涂层不受基底限制,能够在任何基材外表直接构成。同时它不依靠任何昂贵的氟化物来制造超疏水外表。该方式方法具有原料便宜、无氟、工业实现方式方法简单、易维修、适用性强等优点,在实际中具有很
21、大的应用潜力。除了较长的烷基链或者硅基链能够用于改性之外,硬脂酸类化合物也是良好的低外表能化合物,用于制备疏水性涂层。Zhang等31通过电沉积方式方法在阳极氧化镁合金上构成硬脂酸钙基疏水涂层。Liu等32采用化学刻蚀法,使铜基板在氨溶液中腐蚀构成微纳米柳絮状构造,之后又在含有硬脂酸的乙醇溶液中进行改性,成功在金属铜外表构成了超疏水涂层。实验表示清楚;在3.5%Na Cl水溶液中表现出良好的耐腐蚀性,同时接触角到达157.6 。 采用具有低外表能的非氟类化合物制备超疏水化合物,给超疏水化合物的研究和发展指明了一个环保、便宜的新方向。但是在制作工艺的复杂性、操作步骤的繁琐性上仍然没有得到解决。鉴
22、于这种情况,该方式方法仍然不太适用于工业大规模投产,而止步于实验室研究。 2.3 直接在金属外表构成低外表能的粗糙构造 使用氟化物、硬脂酸类化合的超物、长链的烷基或硅烷基进行改性,能够获得具有低外表能的超疏水外表,但会污染环境,且制备工艺较为复杂、费用较高。He等33采用化学刻蚀法和电沉积法最终在铜基板外表制成了具有柳叶状和规则六边形构造的超疏水外表。通过化学刻蚀获得了具有粗糙外表的铜基板,并且没有使用低外表能材料对铜基板进行有机改性。所制备的涂层表现出优异的超疏水性,接触角高达(170 2) ,滑动角几乎为0 。在电化学工作站中进行腐蚀测验,实验表示清楚,在3.0%Na Cl水溶液中疏水性样
23、品比裸铜表现出了更好的耐腐蚀性能。该种制造方式方法简便、成本较低并且用时较短,为在金属外表构成超疏水防腐涂层提供了有效的方式方法,并且有希望在工业上广泛使用。Zhang等34采用简单的化学镀和电沉积两步制备方式方法,成功合成了一种新型海参状微纳米构造的Cu/Ni超疏水涂层。通过表征,发现微纳米Cu/Ni涂层结晶良好,呈海参状构造,Ni纳米锥阵列垂直于Cu的圆锥形外表且均匀分布,因而得到的涂层有较大的外表粗糙度。该涂层因其超疏水性和独特形貌,有望在实际中得到广泛应用。 Yang等35采用浸渍法,在铜基底上涂覆了环氧树脂,又通过向环氧涂层外表随机固定了氟石墨烯FG纳米片,构成了具有随机微/纳米构造
24、的粗糙外表,进而构成了一种具有低外表能的超疏水涂层。该涂层通过超疏水外表和有机涂层的互相协同作用来对金属材料进行防护,所制备的超疏水环氧涂层材料在3.5%Na Cl水溶液中,由于空气滞留在涂层/电解质界面,表现出了良好的防腐性能。此种制备方式方法操作简单,为工业生产提供了一种新颖有效的生产策略。Sun等36采用激光法,提出了一种快速且高效可控的激光构图方式方法,进而制备出纳米构造且粗糙的外表。同时采用硅溶胶进行化学修饰,制备出超疏水不锈钢。通过皮秒激光在AISI304不锈钢上制备了可控制的周期性构造的超疏水外表。 通过这种制备方式方法,得到了一种能够免于使用氟化物、硬脂酸类化合物、长链的烷基或
25、硅烷基进而获得具有低外表能的超疏水外表,避免了环境污染及制备工艺较为复杂、费用较高等问题。 3 超疏水化合物的缓蚀协同增效作用 3.1 疏水化MOFs的制备及其缓蚀协同增效作用 金属有机骨架作为一种新型的纳米多孔材料,在近年来遭到了广泛关注37。利用后合成修饰法,引入长链烷基或氟化连接基以及构建高度波纹的各向异性晶体形态,成功合成了超疏水MOF颗粒或粉末38。MOF的润湿性随配体的特性而变化,因而,能够通过采用具有疏水基团的分子作为配体来轻松实现固有的疏水性骨架39,40。 当前,基于金属-有机框架材料MOFs构筑疏水性涂层日益遭到人们的重视。由于MOFs能够在多种基质上表现出良好的微尺度外表
26、化学性质,一些具有特殊润湿性的MOFs基膜近年来被用于油水分离。Du等41使用简单的Cu(OH)2模板牺牲法,在三维泡沫铜上制备了HKUST-1 MOFs膜,泡沫三维铜通过1H,1H,1H,2H-全氟癸基三甲氧基硅烷降低外表自由能后,由超亲水状态转变为超疏水状态。初次将超疏水性的MOFs涂覆在三维泡沫铜上,并探寻求索其对油吸附和重力油/水分离的能力,结果表示清楚,对所选油品的吸油能力均大于150%,对各种油水混合物的油水分离效率均大于96%。超疏水性的泡沫铜制备经过见图3,分三个步骤:1通过阳极氧化反响制备Cu(OH)2纳米针;2在泡沫铜上制备HKUST-1MOF;(3用FAS-17疏水化。疏
27、水化后所得的泡沫铜具有超疏水性,称为HBCF。 图3 HKUST-1基超疏水泡沫铜的制备经过41 Zhang等42开发了一种无需任何修饰的原位配体-溶剂热方式方法,可构成稳定的超疏水微/纳米类花MOF阵列涂层。首先在铜上合成了微米级氧化锌片,Zn O片与咪唑配体反响,获得纳米级突起构造,配体作为蚀刻试剂,从Zn O模板和Zn O阵列中获取金属离子并在原位转化为ZIF-7。采用这种非活化的MOF阵列涂层,很容易合成高质量的超疏水构造,并能够在各种基底上构建超疏水涂层,如棒、管、箔或网具有快速过滤的实用性。Zhu等43提出了一种简便的构建多用处超疏水MOFs方式方法,开发了具有混合配体的疏水性MO
28、F催化剂Ui O-67-Oct-L2-X%-Pd(II)(Oct代表含有C8链的配体,L2代表2,3 -双吡啶-5,6 -二羧酸,X%为L2的含量,与亲水性的Ui O-67-L2-36.4%-Pd(II等已经知道的MOF催化剂相比,所得到的超疏水性Ui O-67-Oct-L2-35.7%-Pd(II在室温下有效地催化了水中的Sonogashira偶联反响,具体表现出出良好的吸附和分离能力。Gu等44在一定的条件下,采用MOF ZIF-8纳米颗粒分散到含有r GO纳米片的水溶液中,制备了起皱的3D微球形MOFr GO复合材料。该材料具有独特的微/纳米层级构造。由于超润湿性和丰富的介孔/微孔协同作
29、用,所构成的MOFr GO复合材料比单个成分具有更高层次的吸收能力和选择性。 MOFs本身作为一种具有特殊构造的新型物质,良好的孔构造和较大的比外表积在金属腐蚀防护方面备受青睐。将MOFs与一些外表能较低的物质协同对金属基体进行超疏水性改性,为防腐蚀提供了一种更优的方案。但是在近期的研究中发现,当外表能较低的物质作为制备MOFs的配体时,因外表能较低的物质的体积较大,会毁坏MOFs的孔构造,进而影响MOFs的性能。对合成后的MOFs进行疏水改性方式方法,遭到研究者的肯定45。 3.2 缓蚀剂和疏水性涂层缓蚀协同效应 缓蚀剂,又称作腐蚀抑制剂,是一种以一定形式和浓度存在于腐蚀介质中,进而到达对金
30、属减缓腐蚀甚至不腐蚀作用的化学物质。近年来,缓蚀剂因其良好的化学性质而被广泛应用于金属的腐蚀防护46。常见的缓蚀剂有唑啉衍生物、席夫碱、季铵盐和硫脲等47,48,49。基于缓蚀剂能够防腐这一特性,一些研究将缓蚀剂与疏水性化合物结合到一起,制备成具有超疏水性质的涂层,应用于金属外表,使金属在缓蚀剂和疏水性化合物的协同作用下,减缓腐蚀速率。 Jadhav等47采用中空介孔磷酸锌纳米颗粒作为载体并储存缓蚀剂咪唑,并在包封缓蚀剂咪唑的纳米外表接枝上辛醇进行改性,使其外表实现低外表能而获得疏水性能。将制备的具有疏水性的多孔纳米材料均匀分散到环氧树脂中,制备成环氧涂层,并涂覆在低碳钢板上,之后对涂层的防腐
31、性能进行检测,发现其具有良好的缓蚀性能。同时,与纯环氧树脂和普通磷酸锌涂层相比,负载有超疏水咪唑的空心磷酸锌环氧涂层的防腐性能更优越。此方式方法成功制备了一种新型、智能的防腐涂料,并将缓蚀剂和疏水性化合物有机地结合到一起,两者通过协同作用使金属基底免受腐蚀,为工业生产中金属腐蚀防护提供了一种全新的思路。 Geuli等48将铜基材浸泡在含有苯并三唑BTA和三甲基甲硅烷氧基硅酸盐TMS的溶液中,并在相对较低的温度70下固化,在铜基底外表获得了一层超疏水涂层。此方式方法是基于BTA作为缓蚀剂和TMS作为疏水成分的协同作用。Vignesh等49采用溶胶凝胶法,成功地在铝基底外表构成了超疏水涂层。将N,
32、N-二甲基硫脲DMU作为腐蚀抑制剂,掺入到以3-环氧丙氧基丙基三甲氧基硅烷GPTMS改性获得超疏水的涂层中。结果表示清楚,DMU掺杂的GPTMS涂层在1%Na Cl溶液中对Al基材有抑制作用。添加DMU后,涂层的耐腐蚀性显着提高。 3.3 疏水性化合物与微胶囊缓蚀协同增效作用 微胶囊是一种将腐蚀抑制剂作为芯材,包覆于微小容器中,进而使腐蚀抑制剂与外界物质隔离开的特殊物质。微胶囊自修复材料是一种将微胶囊负载在复合材料中,当涂层外表遭到外力作用而破损时,裂纹能够使微胶囊破裂,腐蚀抑制剂被释放,进而使其到达对金属基体进行自修复防腐的目的,为一种金属基体自修复涂层材料50,51,52。基于微胶囊能够防
33、腐这一特性,一些研究将微胶囊与疏水性化合物结合到一起,制备成具有超疏水性质的涂层,并应用于金属外表。 Wang等53根据荷叶的构造,将微胶囊涂覆到所需的基底上,制备出了超疏水涂层。华而不实,微胶囊的芯层为氢氧化钙,壳层为聚甲基丙烯酸甲酯PMMA和乙基纤维素EC的混合物。之后,使用石油醚作为分散液,将含有微胶囊的石油醚均匀分布到基材上,然后进行溶剂蒸发,进而将微胶囊部分包埋在环氧树脂中,进而获得较低的外表能,最终在基材外表构成了纳米构造的疏水硬脂酸钙涂层。微胶囊在涂层上构成微米大小的区域,使得涂层外表构成较高的水接触角CA,疏水性的纳米构造使得滑动角度很小,允许水珠自由滑动。一旦疏水性纳米构造被
34、划伤,只要用硬脂酸钾对涂层进行再处理,就能够再生出超疏水涂层。在这里经过中,所使用的方式方法和材料都很简单、环保,并且能够在多种基材上使用,这为金属防护开拓了一条新型之路。 4 总结与瞻望 超疏水化合物的性质优良,十分是超疏水外表因具有较低的外表能而被用作金属外表涂层材料,来防止金属被进一步腐蚀。但是在实际的实验生产应用中仍然存在一些缺点和缺乏,需要在今后的研究中找到突破口,并得到解决方式方法。 1在制备超疏水外表时往往使用一些低外表能的化合物来进行修饰,但是,在制作超疏水涂层的经过中,会用到一些昂贵的试剂、复杂的设备,给工业生产带来了不便。因而,寻求一种价格低廉、操作简单、绿色环保的低外表能
35、化合物并应用于制备超疏水涂层中,是工业生产进程中的一大目的。 2大多数超疏水涂层不能抵御长期的水冲洗,也是超疏水涂层实现大范围应用的一大难题。在将来的金属腐蚀与防护领域,怎样制备一种质地轻薄、耐久性好、不容易老化的超疏水外表并应用于金属基底外表,进而提高金属基材的使用寿命,是工业生产进程中的一大挑战。 3超疏水化合物能够和一些特定的物质发生协同作用,与有机金属框架化合物MOFs、缓蚀剂以及微胶囊共同对金属基体进行保卫。在将来的研究中,怎样使超疏水化合物更好地与一些具有缓蚀性能的特定构造相结合,进而到达对金属基体进行防护的目的,是日后研究经过中的一大挑战。 以下为参考文献 1 DONIK C,
36、KOCIJAN A, PAULIN I, et al. Improved biodegradability of Fe-Mn alloy after modification of surface chemistry and topography by a laser ablationJ.Applied surface science, 2021, 453:383-393. 2 LIU Jing-lang, FAN Li-zhen, QU Xuan-hui, et al. Low temperature hydrothermal synthesis of nano-sized manganes
37、e oxide for supercapacitorsJ. Electrochimica acta, 2020, 66:302-305. 3 FAN Liang, LU Hui-min, LENG Jing, et al. Performance of fine structured aluminum anodes in neutral and alkaline electrolytes for Al-air batteriesJ. Electrochimica acta,2021, 165:22-28. 4 FAN You-hua, CHEN Ze-jun, LING Jin, et al.
38、 Preparation of superhydrophobic films on copper substrate for corrosion protectionJ. Surface and coatings technology, 2020,244:1-8. 5 LI Peng, HE Xing-liang, HUANG Tsao-cheng, et al. Highly effective anti-corrosion epoxy spray coatings containing self-assembled clay in smectic orderJ. Journal of ma
39、terials chemistry A, 2021, 3(6):2669-2676. 6 LI Xiao-gang, ZHANG Da-wei, LIU Zhi-yong, et al. Materials science:Share corrosion dataJ. Nature, 2021,527(7579):441-442. 7 THOMPSON N G, YUNOVICH M, DUNMIRE D, et al.Cost of corrosion and corrosion maintenance strategiesJ.Corrosion reviews, 2007, 25(3-4)
40、:247-262. 8 BERA S, ROUT T K, UDAYABHANU G, et al. Waterbased eco-friendly epoxy-silane hybrid coating for enhanced corrosion protection adhesion on galvanized steelJ. Progress in organic coatings, 2021, 101:24-44. 9 KENDIG M, MILLS D J. An historical perspective on the corrosion protection by paint
41、sJ. Progress in organic coatings, 2021, 102:53-59. 10 FISCHER H R, GARCIA S J. Active protective coatings:Sense and heal concepts for organic coatingsJ. Springer series in materials science, 2021, 233:139-156. 11 ZHANG Fan, JU Peng-fei, PAN Meng-qiu, et al. Selfhealing mechanisms in smart protective
42、 coatings:A reviewJ. Corrosion science, 2021, 144:74-88. 12 XIE Wen-yan, SONG Fei, WANG Xiu-li, et al. Development of copper phosphate nanoflowers on soy protein toward a superhydrophobic and self-cleaning filmJ. ACS sustainable chemistry engineering, 2021, 5(1):869-875. 13 XUE Ming-shan, XU Tao, XI
43、E Xiao-lin, et al. Formation,transformation and superhydrophobicity of compound surfactant-assisted aligned ZnO nanoplateletsJ. Applied surface science, 2021, 355:1063-1068. 14 LIU Yang, XUE Jing-ze, LUO Dan, et al. One-step fabrication of biomimetic superhydrophobic surface by electrodeposition on
44、magnesium alloy and its corrosion inhibitionJ. Journal of colloid and interface science, 2021,491:313-320. 15 FIHRI A, BOVERO E, Al-SHAHRANI A, et al. Recent progress in superhydrophobic coatings used for steel protection:A reviewJ. Colloids and surfaces A, 2021, 520:378-390. 16 XIANG Teng-fei, LV Z
45、hong, WEI Fei-fei, et al. Superhydrophobic civil engineering materials:A review from recent developmentsJ. Coating, 2022, 9(11):1-26. 17 CHEN Zhi, HAO Li-mei, CHEN An-qi, et al. A rapid one-step process for fabrication of superhydrophobic surface by electrodeposition methodJ. Electrochim acta,2020,
46、59:168-171. 18 WANG Zhong-wei, LI Qing, SHE Zu-xin, et al. Low-cost and large-scale fabrication method for an environmentally-friendly superhydrophobic coating on magnesium alloyJ. Journal of materials chemistry, 2020, 22(9):4097-4105. 19 WANG Shu-tao, LIU Ke-song, YAO Xi, et al. Bioinspired surface
47、s with superwettability:New insight on theory, design, and applicationsJ. Chemical review, 2021, 115(16):8230-8293. 20 CAO Zhan-fang, LU Fei, QIU Pei, et al. Formation of a hydrophobic and corrosion resistant coating on manganese surface via stearic acid and oleic acid diethanolamideJ. Colloids and surfaces A:Physicochemical and engineering aspects, 2021, 555:372-380. 21 IBRAHIM Y, KEMPERS R, AMIRFAZLI A, et al. 3D printed electro-thermal anti-or de-icing system for composite panelsJ. Cold regions science and technology,2022, 166:10284-10294. 22 FARALDI F, CORTESE B, CASCHE
限制150内