二維納米材料已經(jīng)證明了其在保護(hù)金屬免受腐蝕和磨損方面的潛在應(yīng)用。然而，在納米復(fù)合涂層中，二維納米片的容易團(tuán)聚和復(fù)雜的功能化仍然是一個(gè)挑戰(zhàn)。本文采用靜電協(xié)同組裝策略合成了共摻雜的MgAl-V
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74-層狀雙氫氧化物(LDH)與過渡金屬碳化物(Mo
2CTx)納米片復(fù)合材料(CV-LDH-MXene)。在層層組裝后，納米片復(fù)合涂層的厚度為- 6.9 μm。腐蝕結(jié)果表明，與純LDH涂層相比，加入CV-LDH-MXene納米復(fù)合涂層可使阻抗在10~2 Hz時(shí)提高1個(gè)數(shù)量級，并使腐蝕電流密度降低約30倍。摩擦結(jié)果表明，CV-LDH-MXene納米片復(fù)合材料磨合后摩擦系數(shù)維持在0.09，表現(xiàn)出良好的相對穩(wěn)定和抗磨性能。這些現(xiàn)象證實(shí)了V
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74-插層與層狀組裝Mo
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x MXene的協(xié)同作用，達(dá)到了穩(wěn)定的抗腐蝕和耐磨性能。這一研究對LDH和MXene納米片的制備具有重要意義，并在防腐蝕和抗磨應(yīng)用方面邁出了巨大的一步。特別是推動(dòng)航海儀器、水下武器、海水電池在造船工業(yè)和海洋工程中的應(yīng)用。
圖1. 共摻雜MgAl-V
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74− LDH/Mo
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x納米片復(fù)合材料的合成過程示意圖。
圖2. 共摻雜MgAl-LDH、共摻雜MgAl-V
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74− LDH、共摻雜MgAl-V
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74− LDH/Mo
2CTx納米片復(fù)合材料的表征。
圖3. (a) OCP的演變和(b) LA51和所有膜層在3.5 wt % NaCl溶液中浸泡1 h后的極化電位動(dòng)力學(xué)曲線的極化曲線。
圖4. 不同標(biāo)本在3.5 wt % NaCl溶液中浸泡不同時(shí)間后的Nyquist曲線。
圖5. 不同試樣浸泡后的電化學(xué)阻抗譜。
圖6 (a) C-LDH、CV-LDH和CV-LDH-MXene摩擦系數(shù)的變化;(b) Si
3N
4球和合金板與C-LDH、CV-LDH和CV-LDH-MXene樣品磨損體積的比較;(c−e) C-LDH、CV-LDH和CV-LDH-MXene樣品的Si
3N
4球磨損軌跡和C-LDH、CV-LDH和CV-LDH-MXene合金板的三維形貌。
圖7 LA51合金的腐蝕/磨損防護(hù)示意圖。
相關(guān)科研成果由重慶大學(xué)材料科學(xué)與工程學(xué)院Shuang Yi等人于2023年發(fā)表在ACS Applied Nano Materials（https://doi.org/10.1021/acsanm.3c02276）上。原文：Doubly Doped Mg-Al?V
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74− Layered Double Hydroxide/Mo
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x MXene Nanosheet Composites for Wear- and Corrosion-Resistant Coatings。
原文鏈接：https://pubs.acs.org/doi/10.1021/acsanm.3c02276。
轉(zhuǎn)自《石墨烯研究》公眾號
