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中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所Haichao Zhao課題組于--功能化碳點嵌入石墨烯環(huán)氧涂料的自修復(fù)和耐腐蝕性能研究
       本工作利用檸檬酸衍生物中制備的功能化碳點（CDs）對石墨烯進行改性，然后分散到環(huán)氧樹脂基體中制備CDs改性石墨烯/環(huán)氧樹脂（CDs-G/EP）涂層。同時，深入分析了它們的顯微結(jié)構(gòu)、自愈性和耐腐蝕性能。結(jié)構(gòu)表征表明功能化碳點和石墨烯之間形成了π-π鍵相互作用。通過觀察，CDs大大增強了石墨烯的分散性和界面相容性。電化學(xué)結(jié)果表明：分散良好的石墨烯可以有效提高環(huán)氧涂層的阻隔性能并賦予其一定的自修復(fù)性能。添加 0.5 wt.%的CDs-G后，CDs-G0.5%/EP涂層表現(xiàn)出最好的耐腐蝕性。浸泡50天后，CDs-G0.5%/EP涂層的阻抗模量提高了兩個數(shù)量級，與純環(huán)氧涂層相比，其透氧系數(shù)和吸水率大大降低。
 

Figure 1.原始和改性石墨烯的結(jié)構(gòu)表征：（a）FT-IR譜；（b）UV-vis譜；（c）Raman光譜；CDs-G的XPS譜；（d）總譜；（e）C 1s-CDs-G的XPS譜；（f）N 1s-CDs-G的XPS譜。
 

Figure 2.分散的原始和改性石墨烯的形態(tài)：(a) SEM-G；(b) SEM-CDs-G；(c) EDS-O；(d) EDS-N；(e) TEM-G；(f) TEM-CDs-G；(g) TEM-G/EP；(h) TEM-CDs-G/EP
 

Figure 3. 涂層內(nèi)部形貌及石墨烯在涂層中的分布：(a)EP；(b)G0.5%/EP；(d)CDs-G0.5%/EP；(e)CDs-G1%/EP；(c)G0.5%/EP；(f)CDs-G0.5%/EP的拉曼強度圖
 

Figure 4.均勻涂層狀態(tài)的OCP值。
 
 
Figure 5. NaCl溶液中加入石墨烯涂層的電化學(xué)阻抗：（a，b）EP；（c，d）G0.5％/ EP；（e，f）CDS-G0.5％/ EP；（g，h）CDs-G1％/ ep。
 

Figure 6.等效電路模型包括簡化的R(QR)（a）R(QR(QR))（b）電路模型。
 

Figure 7.浸入過程中的涂層參數(shù)：（a）Rc;；（b）Rct;；（c）Qc;；（d）Qdl。
 
 
Figure 8.通過SVET方法涂布NaCl溶液的自修復(fù)行為：（a，b）EP； (c，d) G0.5%/EP；(e，f) CDs-G0.5%/EP；(g，h) CDs-G1%/EP。
 

Figure 9.透氧率（a）和涂層的吸水率（b）。
 

Figure 10.不同涂層下鋼表面腐蝕區(qū)域的粗糙度；(a) EP；(b) G0.5%/EP；(c)
CDs-G0.5%/EP；(d) CDs-G1%/EP。
 
 
Figure 11.不同涂層下鋼表面腐蝕區(qū)域的SEM圖和EDS譜圖；(a，e-i)
EP；(b，j) G0.5%/EP；(c，k) CDs-G0.5%/EP；(d，l) CDs-G1%/EP。
 
 
Figure 12.浸漬測試后CDS-G0.5％/EP涂層下鋼表面的N 1s的XPS譜。
 
 
Figure 13.所有涂層的防腐機理圖：(a) EP；(b)G0.5%/EP；(c)CDs-G0.5%/EP；(d)CDs-G1%/EP。
  
       相關(guān)研究成果由中國科學(xué)院寧波材料技術(shù)與工程研究所Haichao Zhao課題組于2021年發(fā)表在《Journal of Materials Science & T echnology》（https://doi.org/10.1016/j.jmst.2020.06.023）上。原文：Study on self-healing and corrosion resistance behaviors of functionalized carbon dot-intercalated graphene-based waterborne epoxy coating。

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