Page 14 - 《精细化工》2023年第8期
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·1628·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                 第 40 卷

            1.2.2   性能                                         1.3  MXene 纳米片改性环氧防腐涂层
                 在环氧涂层中添加 MOFs 材料可以协同提高涂                       1.3.1   制备
            层的耐磨、导电和防腐性能，为发展多功能防腐材                                 MXene 纳米片是一种二维（2D）纳米材料，具
            料奠定了基础。DUAN 等          [22] 制备的 ZIF-8/WEP 防腐       有化学稳定性、导电性和氧化还原性                 [26-27] 等特点。
            涂层不仅具有优异的防腐性能，其耐摩擦性能较纯                             其由数千个平行片组成的多层结构，可以有效减少
            环氧涂层也有明显提升。EIS 测试结果（图 3a）表                         腐蚀性离子的扩散，作为纳米填料加入 EP 中，可
            明，含质量分数为 0.3% ZIF-8 的 WEP（Z3）涂层的                   以提高 EP 的防腐、耐磨等性能。但 MXene 纳米片
                                2
            R p 为 1.01×10 11   Ω·cm ，较纯环氧（Z0）涂层的 R p           的易氧化性及高导电性易导致金属的腐蚀                  [28] ，需要对
            提高了 3 个数量级，耐盐雾实验结果也证明，其具                           其进行改性。DING 等        [29] 利用碳点（CD）通过 Ti—
            有优异的耐腐蚀性。摩擦实验后涂层的三维轮廓表                             O—C 键对 Ti 3 C 2 T x  MXene 纳米片进行功能化，将一
            明，随着涂层中 ZIF-8 含量的增加，涂层的磨损情                         定量 CD 添加到 MXene 溶液中并超声处理，在室温
                                                               下搅拌反应后用蒸馏水完全洗净，冷冻干燥 24 h 获
            况有明显改善，ZIF-8 颗粒的存在可以提高复合涂层
                                                               得 CD-MXene 复合材料，用流动诱导法构建了掺杂
            的耐磨性。KERAMATINIA 等         [25] 通过硝酸镧和对苯
                                                               CD-MXene 的 WEP 复合 涂层 。 平行 排列的
            二甲酸之间的水热反应合成了 La-MOF，将其添加
                                                               CD-MXene 纳米片可以消除 MXene 纳米片之间和
            到 EP 中制备了掺杂 La-MOF 的环氧防腐涂层
                                                               MXene 与金属在垂直方向的链接，有效抑制涂层裂
            （EP/La-MOF）。划痕区 EIS 测试和盐雾实验结果都
                                                               纹和局部损伤的扩散。HE 等           [30] 通过聚多巴胺（PDA）
            证明，EP/La-MOF 涂层具有优异的防腐性能，能抑
                                                               功能化与由 MXene 和 α-磷酸锆（α-ZrP）组成的二
            制腐蚀离子活性。EP 和 EP/La-MOF 涂层阴极脱黏测
                                                               元异质结复合，得到了 MXene-ZrP@PDA 复合材料。
            试（图 3b）结果显示，EP/La-MOF 涂层的脱黏半径
                                                               将 该 复合材 料 添加至 WEP 基 体 中 ，制备 了
            （17.62 mm）小于 EP（22.37 mm），证明 La-MOF
                                                               MXene-ZrP@PDA/WEP 防腐涂层。PDA 在异质结表
            复合材料能够增强涂层的附着力，阻止腐蚀介质与
                                                               面构建保护层，改善了 MXene 的易氧化特性，且
            金属基材的直接接触，提升涂层的防腐性能和耐磨
                                                               PDA 可以增强涂层的附着力，使 MXene-ZrP@PDA/
            性能。
                                                               WEP 涂层具有优异的耐腐蚀性。
                                                               1.3.2   性能
                                                                   MXene 纳米片中的—OH 和—O—基团使其能
                                                               与 EP 良好相容，参与固化过程，增强界面交联反应，
                                                               提高涂层的防腐性能和耐磨性能。CAI 等                [31] 通过静电
                                                               相互作用将 MXene 纳米片与层状双氢氧化物（LDHs）
                                                               复合制备了具有异质结的 MXene@MgAl-LDH 复合材
                                                               料，分散于 EP 中制备防腐涂层。涂层的波特曲线
                                                               分析表明，添加 MXene@MgAl-LDH 复合材料的环
                                                                                  7
                                                                                        2
                                                               氧涂层的 R p 为 1.5×10 Ω·cm ，显著高于其他涂层，
                                                               该涂层防腐效果最为出色。同时，对复合涂层的摩
                                                               擦性能进行了评估。结果表明，含 MgAl-LDH 的环
                                                               氧涂层（C-LDH）的磨损轨迹最为明显；含 MXene@
                                                               MgAl-LDH 的环氧涂层（C-MXene@LDH）和含
                                                               MXene 的环氧涂层（C-MXene）的磨损轨迹宽度和
                                                               深度（图 4a）均小于 EP 涂层，C-MXene@LDH 具
                                                               有最小的磨损率，MXene 材料可以有效提高涂层的

            图 3  ZIF-8/WEP 涂层在质量分数为 3.5%的 NaCl 水溶液             摩擦学性能。HE 等        [32] 将烷氧基硅氧烷改性的 SiO 2
                 中的低频阻抗模量随时间的变化曲线（a）                [22] ；EP   （FSiO 2 ）接枝在 MXene 表面，制备 FSiO 2 -MXene/
                 和 EP/La-MOF 样品的阴极脱黏结果（b）          [25]        WEP（FSM/WEP）涂层。采用旋转圆盘摩擦计测试
            Fig. 3    Change plots of low-frequency impedance modulus   了涂层的耐磨性能，在连续摩擦下纯 WEP 涂层和含
                   of ZIF-8/WEP coatings in mass fraction 3.5% NaCl
                   solution with time (a) [22] ; Cathodic debonding   质量分数为 0.2% MXene 的 WEP 涂层（2-MX/WEP）
                   results for EP and EP/La-MOF samples (b) [25]   的平均摩擦系数（COF）逐渐升高，而含质量分数
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