层状双金属氢氧化物薄膜的制备及其对铜表面的缓蚀性能

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层状双金属氢氧化物(Layered double hydroxides,LDHs)作为一大类无机层状功能材料,作为高性能的催化材料、光学材料、薄膜材料等应用于国民经济的多个领域。近年来在LDHs粉体研究的基础上,研究者将LDHs粉体制备成一类新型的无机薄膜材料用于多个领域,而其作为金属防腐蚀涂层材料的研究还处于起步阶段。通常,LDHs薄膜作为无机缓蚀薄膜,其与金属基底的结合力较弱,为了改善这个问题,本文采用不同方法制备新型LDHs薄膜,以提高LDHs薄膜对金属铜的缓蚀效率。(1)首先采用共沉淀法制备锌铝LDHs,然后以半胱氨酸(Cys)为修饰剂,制备Cys表面修饰LDHs(Cys/LDHs)。通过X射线衍射(XRD)、傅里叶红外光谱(FT-IR)对产物进行表征,结果表明:Cys修饰后LDHs的晶形良好,层间距没有增大,且具有Cys的特征吸收峰,成功制备Cys表面修饰LDHs。之后用胶体沉积技术在铜表面制备LDHs薄膜,采用电化学阻抗谱(EIS)和极化曲线研究修饰前后LDHs薄膜在3.5% NaCl溶液中对铜的缓蚀性,结果表明LDHs和Cys/LDHs薄膜对铜均具有良好的缓蚀作用,且Cys修饰后LDHs的缓蚀性能更好,缓蚀效率可达94.20%。(2)采用共沉淀法制备CuZnAl-LDHs,利用XRD、FI-IR对化合物进行表征。结果表明,在pH=5.5, (M2+)/Al3+=2.0,Cu2+/ (M2+)=0.25条件下可得到结晶度高的CuZnAl-LDHs。之后利用胶体沉积技术在铜表面制备CuZnAl-LDHs薄膜,通过EIS和极化曲线研究表明,CuZnAl-LDHs薄膜在3.5 % NaCl溶液中对铜具有较好的缓蚀效果,当成膜24 h后缓蚀效率可达90.12 %。(3)采用原位生长技术在铜表面制备CuZnAl-LDHs薄膜,利用XRD、FI-IR、XPS及SEM对CuZnAl-LDHs薄膜的结构和形貌进行表征;采用极化曲线的方法测试其缓蚀性能。结果表明:所得的CuZnAl-LDHs薄膜具备LDHs粉体的特征衍射峰及吸收峰,可以通过原位生长技术在铜表面成功制备CuZnAl- LDHs薄膜;且制得的薄膜对铜表面具有一定的缓蚀效果,缓蚀效率可以达到80.42 %。
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