一、文章概述

MXene薄片作為新型的二維納米材料，由于其優(yōu)越的薄層結(jié)構(gòu)，以及作為新型納米容器的能力，已被應(yīng)用于許多先進的應(yīng)用。本研究采用蝕刻法合成了插入的Ti3C2MXene薄片，然后用3-aminopropyltriethoxysilane(APTES)進行修飾。將鈰陽離子(Ce3+)作為一種環(huán)保緩蝕劑封裝在Ti3C2MXene薄片中，制備新型自愈合環(huán)氧納米復(fù)合涂層。利用電化學(xué)阻抗譜(EIS)和電動力學(xué)極化測量，研究了摻雜Ce3+的Ti3C2MXene納米片(Ti3C2MXene-Ce3+)在3.5%氯化鈉（氯化鈉）溶液中的耐腐蝕保護性能(CPP)。采用EIS、鹽噴霧和場發(fā)射掃描電子顯微鏡(FE-SEM)技術(shù)，對含1wt%未摻雜和摻雜ti3c2MXene的環(huán)氧樹脂涂層的自愈合CPP進行了評價。與對照樣品相比，將腐蝕性溶液中引入Ti3C2MXene-Ce3+和人工切割環(huán)氧涂層后，總阻抗分別從717到6596Ωcm2和8876提高到32092Ωcm2。

二、圖文導(dǎo)讀

圖1.ti3c2MXene的合成、表面改性和封裝示意圖。

圖2.制備的Ti3AlC2(a)和Ti3C2MXene(b)-Ti3AlC2在50°C30min處理30)前后的FE-SEM-XRD模式結(jié)果。

圖3.制備的Ti3C2MXene(a和c)的HRTEM圖像；層狀結(jié)構(gòu)Ti3C2TxMXene的原子晶體結(jié)構(gòu)(b)，Ti3C2TxMXene的頂視圖(d），Ti3C2TxMXene的C、Ti、O和F元素的高分辨率XPS譜(e)。

圖4.Ti3C2MXene-Ce3+(a1和a2)的HRTEM圖像、Ti、F、C、Si、N、O、Ce元素的元素映射(b)，以及Si2p、N1s、Ce3d5/2、Ce3d5/2和Ce3d3/2信號的高分辨率XPS光譜(c)。

圖5.UMXene、MMXene和Ti3C2MXene-Ce3+的FT-紅外光譜(a)、TGA(b)和DTG(c)熱圖。

圖6.3.5wt%氯化鈉溶液中Ti3C2MXene-Ce3+ene-Ce3+與MMXene時間和ζ電位值的釋放曲線。

圖7.不同時間浸入不同試驗溶液的Nyquist（1?a3）和Bode（b1?b3）圖。

圖8.在不同測試溶液中浸泡24小時(b)和轉(zhuǎn)移到E=0(c)后，低碳鋼板與時間(a)和低碳鋼板的極化曲線。

圖9.Nyquist(a1?a3)和Bode(b1?b3)圖的切割涂層在不同時間浸入3.5wt%的氯化鈉溶液中。

圖10.在3.5wt%氯化鈉溶液中浸泡24小時后，EP（a1和a2）、MXEne@EP（b1和b2）以及MXENE-Ce3+@EP（c1和c2）涂層的FE-SEM圖像（左）和EDS光譜（右）。

圖11.暴露于鹽霧中14天后，不同條紋涂層的鹽霧圖像。

圖12.輕鋼板在Ti3C2MXeneCe3+溶液中浸泡24小時后，F(xiàn)e2p3、O1s、N1s和Ce3d信號的高分辨率XPS光譜。

圖13.Ti3C2MXene-Ce3+在涂層相中的抑制機理示意圖。

三、全文總結(jié)

采用蝕刻法合成了納米層Ti3C2MXene，然后用APTES進行修飾，將Ti3C2MXene納米片表面嫁接?氨基官能基團。將改性的ti3c2MXene納米片作為納米容器，封裝Ce3+作為生態(tài)膜緩蝕劑。評價了晶格間距為1.01~1.03nm的類ti3c2MXene納米片在溶液相和涂層相中的活性CPP活性。Ce3+的釋放檢測顯示，在模擬海水中30h后，平衡濃度為43ppm。EIS結(jié)果在溶液階段顯示增加|Z|0.01赫z從≈0.72kΩhz2溫和鋼板浸在空白溶液，≈1.5和≈Ti3C2MXene和MXene26.6kΩ+提取液，分別在24小時后。在環(huán)氧涂層中引入2wt%Ti3C2MXene-Ce3+，對環(huán)氧納米復(fù)合涂層的CPP有顯著改善。暴露于鹽鹽水24小時后，|Z|0.01Hz的值分別從環(huán)氧樹脂的≈為8.9kΩcm2到≈為15.6，MXene@EP和MXEne-Ce3+@EP涂層的|Z|為32.1kΩcm2。表面形貌和鹽噴霧結(jié)果表明，在ti3c2MXene-Ce3+納米片的存在下，有一個合適的CPP。MXene-Ce3+@EP涂層刻區(qū)的FE-SEM和鹽噴霧圖像顯示，與其他環(huán)氧涂層相比，劃痕中的銹蝕和腐蝕產(chǎn)物更低，陰極分層更低（≈8%）。

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