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管状石墨烯的层控制对镍丝的腐蚀抑制
2017-06-23 08:53:40 | 编辑: | 【 【打印】【关闭】

  复杂表面的腐蚀保护因其在电化学制造等工业应用中的重要性而成为一个活跃的研究领域。然而,常规涂层表现出有限的导电性,热稳定性和耐久性,因此不合适。最近的工作研究表明了石墨烯(一种二维碳同素异形体)用于防腐蚀的潜力。然而,这些研究仅限于简单的平面几何,在相关形貌方面,例如网状电极和粗糙表面等方面的应用提供的洞察力有限。作为这种复杂几何形状的模型系统,我们在这里研究管状石墨烯(TG)在镍线上的防腐能力。通过在Ni上退火乙酸纤维素(CA)制备直径约为50μm的TG覆盖的镍丝。通过拉曼光谱,扫描电子显微镜和电气测量证实了高质量的TG涂层。我们的研究表明石墨烯层数可以通过调整CA膜量控制。我们发现腐蚀抑制程度与石墨烯层数变化直接关系。Ni表面上的石墨烯层的增加可以增强其在酸性,碱性和海洋环境中的腐蚀抑制,这显示了其在未来应用中的潜力。 

   

图1 (a-c)CA/Ni面积比为1:50的TG样品在950℃下退火后的不同放大倍数SEM图,(d)TGs对初始CA量的薄层电阻依赖性;插图显示了TG-1/50和TG-1/16网格的光学图像,(e)C 1s扫描和TG-1/50去卷积显示sp2,sp3键合和附碳氧官能团。 

   

  图2 从三个TG样品的表面获得的典型拉曼光谱 

   

图3 (a)1:16,(b)1:50,(c)1:400 CA/Ni面积比制造的解压缩TG样品的AFM测量。(d)不同CA量制备的TG样品的TG壁厚;(e)1:16,(f),1:50和(g)1:400 CA/Ni面积比制造的TGs壁边缘上放大部分的HRAEM图像。 

   

图4 (a),(b),(c)分别在0.05M HCl,0.1M HCl和0.5M HCl中的裸Ni和GNi样品的电位极化曲线;(d)从Tafel曲线中提取的Ni和GNi的相应腐蚀速率。 

   

图5 (a),(b)分别在3.5%NaCl和0.5M KOH中的石墨烯/Ni和裸镍样品的电位极化曲线;(c)从塔菲尔曲线中得到样品的相应腐蚀速率;(d)腐蚀电流密度与不同环境中的石墨烯层数的关系;(e),(f)Ni(黑色)和GNi-1/16(红色)样品的奈奎斯特和Bode图,以及它们在0.1M HCl电解液中获得的相应拟合曲线(实线)。 

  相应的研究成果发表在ACS Applied Materials & Interfaces(http://pubs.acs.org on June 13, 2017)上。 

 

  来源:中国材料网:http://www.matinfo.com.cn/mat2005/xiangmu/newsshow.asp?id=81528 

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