以生物为灵感的Ti3C2Tx MXene复合涂层提高铝合金在酸性环境中的耐腐蚀性

以生物为灵感的Ti3C2Tx MXene复合涂层提高铝合金在酸性环境中的耐腐蚀性

        铝合金（Al合金）在酸性溶液中腐蚀严重。二维（2D）MXene基复合涂层在特殊条件下使用的金属防腐方面显示出巨大的前景。复合涂层在复杂的功能化和取向控制方面仍然面临挑战。在恶劣条件下，MXene在防腐方面的长期能力和作用仍然不清楚。上海电力大学曹怀杰教授研究团队采用电沉积方法在铝合金（Al合金）表面成功制备了一种仿生肉豆蔻酸氯化钙-Ti3C2Tx-MXene（MA+CaCCl2+MXene）复合涂层。分析了电化学测试、表面形态和化学成分，以研究MXene涂层在酸性溶液（0.5M H2SO4+2ppm HF）中的耐腐蚀性和保护机制。因此，MXene的加入可以将腐蚀电流密度（7.498×10-8 a/cm2）显著降低约5个数量级，复合涂层在0.01 Hz（|Z|0.01 Hz）下的阻抗模量为196.8Ω·cm2，比浸泡72小时后的裸铝合金（40.74Ω·cm2）高出4倍多。此外，原位腐蚀试验证实了MA+CaCCl2+MXene复合涂层的耐腐蚀性增强。MXene可以将涂层厚度增加到23.6±0.4μm，将孔隙率降低到（5.845±1）×10-5，将H+的扩散系数降低到（1.587±0.3）×10-9 cm2/s，并增强涂层与基体的附着力（分层时间超过5小时），从而提高防腐能力。这一策略为2D MXene基防腐涂层的构建开辟了新的前景。

文章链接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0021979723024645