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上海电力大学Corrosion Science:铝合金双极板表面防护用MXene/壳聚糖复合涂层

高分子科学前沿  · 公众号  · 化学  · 2025-03-22 10:02
    

主要观点总结

本文主要介绍了MXene的特性及其在金属表面防护中的应用。与其他二维材料相比,MXene具有优异的物理阻隔能力、高径厚比、超薄厚度等特性,特别是其结构和化学组成的多样性以及丰富的表面化学特性。上海电力大学的曹怀杰团队近期围绕MXene复合防腐涂层进行研究,通过电沉积工艺构建MXene/壳聚糖复合涂层,该涂层在模拟PEMFC环境下展现出稳定的耐蚀性能。该研究得到国家自然科学基金等支持,相关成果已发表在腐蚀领域顶级期刊《Corrosion Science》上。

关键观点总结

关键观点1: MXene的特性

MXene具有优异的物理阻隔能力、高径厚比、超薄厚度及丰富的表面化学特性。其结构和化学组成的多样性使其在其他二维材料中有显著优势。

关键观点2: 金属双极板的问题

金属双极板在酸性及高温环境下存在腐蚀问题,现有的防护涂层存在制备流程复杂、性能不足等问题。

关键观点3: MXene在金属表面防护的应用

基于MXene的特性,可通过电沉积构建MXene复合防护涂层,有望解决金属双极板的腐蚀问题。

关键观点4: 上海电力大学的研究

上海电力大学的曹怀杰团队通过电沉积工艺构建了MXene/壳聚糖复合涂层,并在模拟PEMFC环境下验证了其耐蚀性能。该研究成果已发表在《Corrosion Science》上。

关键观点5: 研究结果

研究结果表明,MXene复合涂层在模拟PEMFC环境下展现出稳定的耐蚀性能,对比其他防护涂层具有显著优势。


文章预览

与石墨烯、氮化硼等二维材料相类似,MXene具有优异的物理阻隔能力、高径厚比、超薄厚度、表面丰富的官能团及良好的机械稳定性等特性。与其他二维材料区别在于:MXene结构和化学组成的多样性;丰富和可控的表面化学特性;Ti 3 C 2 T x 氧化成TiO 2 作为涂层填料;MXene表面存在-OH,可与LDH相互作用;MXene具有比氧化石墨烯更高的电导率;MXene具有强的近红外吸收系数和高的光热转换效率;MXene具有更低的摩擦系数和更长的磨损寿命。因此,MXene复合涂层可用于金属表面防护。 双极板是质子交换膜燃料电池(PEMFC)的重要组成部分,金属双极板在酸性及高温服役环境下存在腐蚀问题,影响PEMFC使用性能。金属双极板表面常用防护涂层如金属(合金)、陶瓷(碳化物/氮化物)、碳基(非晶碳/石墨/石墨烯)、导电聚合物复合涂层(聚吡咯/聚苯胺等),依然 ………………………………

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