通过磁场定向排列制备的类似绣球花的纳米Ni/氨基N掺杂rGO环氧复合涂层的耐腐蚀性

《Journal of Materials Chemistry A》：Corrosion resistance of hydrangea-like nano-Ni/amino N-doped rGO epoxy composite coatings constructed via magnetic field-oriented alignment

氨基氮掺杂rGO经镍纳米颗粒修饰后获得磁性，通过磁对齐技术将其有序排列于环氧树脂基体中，显著提升复合涂层的致密性和耐腐蚀性能，为二维纳米材料在防腐涂层中的应用提供新方法。

　　

二维纳米填料可以通过增强传统有机涂层的防护性能来缓解钢铁腐蚀这一普遍问题。然而，它们的分散性、界面相容性以及在涂层基质中的排列和取向对最终的防护性能有着显著影响。通过热解方法制备了含有高量氨基氮（NH₂-N-rGO）的氮掺杂还原氧化石墨烯（rGO）。引入氨基官能团使得rGO能够与环氧树脂发生化学键合，从而提高了其在涂层基质中的界面相容性。随后，在NH₂-N-rGO表面均匀生长出类似绣球花的镍纳米颗粒（Ni@NH₂-N-rGO），赋予rGO磁性。将这种磁性填料加入环氧树脂（EP）基质中，并进行磁取向（MA）处理，制成了Ni@NH₂-N-rGO/EP(MA)复合涂层。在均匀磁场的作用下，类似绣球花的镍纳米颗粒使rGO片层重新排列，使其沿着基底方向平行且有序地排列。这种排列充分利用了rGO的不透性，显著提高了腐蚀性物质的扩散阻力及渗透路径的曲折程度，从而大幅增强了环氧复合涂层的耐腐蚀性。我们的研究结果为充分利用二维纳米材料在传统防护涂层中的功能潜力提供了新的见解。