具有微納米結構的超疏水涂層在防污、自清潔及防腐蝕領域有著重要應用。材料表面的微納米結構和低表面能特性是構建超疏水涂層的關鍵因素。金屬-有機骨架(MOFs)作為一類疏水和水穩定性的材料被廣泛應用于藥物傳遞、蒸氣傳感、催化以及自修復防腐涂層等不同領域。如何利用MOFs材料構建微納米結構的超疏水涂層,以進一步提高超疏水涂層的耐腐蝕性能是該領域的研究熱點。
近日,西北師范大學李健教授課題組通過將LDH結構電沉積在鎂片上構建了底層的轉化層,隨后引入ZIF-8顆粒制備了超疏水涂層浸涂在電沉積形成的LDH多孔結構上,成功構建了超疏水雙層防腐涂層(水接觸角>155°、滾動角<3°)。該雙層涂層底部的LDH過渡結構不僅對鎂合金起到保護屏蔽的作用,而且增強了鎂基底與頂層超疏水ZIF-8涂層之間的結合力;同時頂部的超疏水ZIF-8層可以作為LDH層上的盔甲,彌補了LDH轉化層的多孔缺陷,進一步防止腐蝕離子通過多孔缺陷滲透到鎂基底表面。所制備的超疏水雙層涂層浸泡在3.5 wt %的NaCl溶液中表現出優異的防腐蝕性能,其腐蝕保護效率高達99.9 %,即使在浸泡七天后仍然具有較好的防腐蝕性能。更重要的是,該表面在經過多次砂紙磨擦循環后仍表現出出色的耐磨性。同時,該雙層涂層的超疏水、超低表面能特性賦予涂層優異的自清潔性能,能夠有效的抗拒污染物。該研究成果中超疏水ZIF-8基雙層防腐蝕涂層的構建極大地拓展了ZIF-8的應用范圍,同時也為防腐涂層領域其他低表面能涂層的開發提供了一種新思路。
相關工作近期發表于ACS Applied Materials & Interfaces 上,第一作者為碩士研究生尹星星,通訊作者為西北師范大學李健教授。
原文(掃描識別后直達原文頁面):
Superhydrophobic ZIF-8 based dual-layer coating for enhanced corrosion protection of Mg alloy
Xingxing Yin, Peng Mu, Qingtao Wang, Jian Li*
ACS Appl. Mater. Interfaces, 2020, DOI: 10.1021/acsami.0c09497
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李健 https://www.x-mol.com/university/faculty/13940
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