国家材料腐蚀与防护科学数据中心
National Materials Corrosion and Protection Data Center
中文 | Eng 数据审核 登录 反馈
Adv. Mater.:相称的石墨烯涂层对铜的耐腐蚀性的增强作用
2018-01-12 15:20:05 作者:本网整理 来源:石墨烯联盟

    近日,北京大学刘开辉研究员、江颖研究员和韩国基础研究院丁峰教授(共同通讯作者)等人在Adv. Mater.上发表了题为“Greatly Enhanced Anticorrosion of Cu by Commensurate Graphene Coating ”的文章。采用石墨烯涂覆的Cu来研究金属的平面依附性防腐蚀性能,并进一步解决了石墨烯抗蚀能力的矛盾,通过相应的石墨烯涂层为超高性金属的防腐开辟了新契机。


    图1. 石墨烯包覆铜的表面依附性氧化

1
 
    (a)石墨烯涂覆的Cu(100)在干燥的空气中在50℃下氧化4小时

    (b)在用水蒸气处理在50℃下处理4小时

    (c)在空气中一年

    (d)Gr / Cu(100)和Gr / Cu(111)的拉曼光谱证实主要在Cu(100)表面形成Cu2O,而不在Cu(111)上

    (e)石墨烯涂覆的Cu(111)氧化4小时并且在50℃水蒸气中

    (f)在22℃空气下氧化2.5年后

    图2. Gr / Cu系统中的倒易空间表面结构

2
 
    (a,b)在不同电子能量下获得的石墨烯和Cu(111)的LEED图案。 (c)Cu(111)上的石墨烯晶格的示意图。 碳原子与铜相匹配

    (d,e)在不同电子能量下获得的石墨烯和Cu(100)的LEED图案。 石墨烯晶格与Cu(100)显示扭曲角

    (f)Cu(100)上的石墨烯晶格的示意图。 碳原子不能与Cu相匹配

    图3. Gr / Cu系统中的实空间表面结构和界面耦合

3
 
    (a,b)分别在Cu(111)和Cu(100)上的石墨烯的STM形貌,显示出两种不同的表面构型

    (c)铜(100)上的一维石墨烯起皱的STM形貌。 一维起皱的线轮廓叠加在图像上,表明其高度约为2

    (d)这两种配置的dI / dV谱。 在石墨烯/ Cu(100)上可以观察到明显的间隙样特征,而石墨烯/ Cu(111)上没有这种特征。 dI / dV光谱的设定点:0.5V和100pA

    图4. 石墨烯涂覆的Cu表面的皱褶和H2O分子吸附形成的理论模拟

4.png
 
    (a)和(b)分别为Gr / Cu(111)和Cu(100)相对于起皱高度(定义为从石墨烯的平坦部分到起皱峰值的距离)的相对能量

    (c)和(d)分别为平面石墨烯涂覆的Cu(111)和(100)表面与插入H2O分子的侧视图

    (e)和(f)分别为裸露和起皱的石墨烯涂覆的Cu(100)表面的吸附水分子的侧视图。同时也给出了四种结构的相应形成能。橙色,灰色,红色和白色的球分别代表Cu、C、O和H原子

    本文采用的石墨烯涂覆的Cu来研究金属的小平面依附性防腐蚀,同时研究表明,生长的石墨烯可以保护Cu(111)表面在湿空气中氧化持续2.5年以上,与石墨烯涂层Cu(100)表面的加速氧化形成鲜明对比。进一步的原子尺度表征和初始计算揭示了相称的石墨烯/ Cu(111)的强界面耦合防止H2O扩散进入石墨烯/ Cu(111)界面,而在Cu上的不相称的石墨烯中会形成的一维褶皱(100)促进H2O在界面处的扩散。
 

免责声明:本网站所转载的文字、图片与视频资料版权归原创作者所有,如果涉及侵权,请第一时间联系本网删除。

关于国家科技资源服务平台

国家科技基础条件平台中心是科技部直属事业单位,致力于推动科技资源优化配置,实现开放共享,其主要职责是:承担国家科技基础条件平台建设项目的过程管理和基础性工作;承担国家科技基础条件平台建设发展战略、规范标准、管理方式、运行状况和问题的研究,以及国际合作与宣传、培训等工作;承担科技基础条件门户系统的建设与运行管理工作;参与对在建和已建国家科技基础条件平台项目的考核评估和运行监督工作。

国家科技资源服务平台相关网站


国家材料腐蚀与防护科学数据中心

国家高能物理科学数据中心

国家基因组科学数据中心

国家微生物科学数据中心

国家空间科学数据中心

国家天文科学数据中心

国家对地观测科学数据中心

国家极地科学数据中心

国家青藏高原科学数据中心

国家生态科学数据中心

国家冰川冻土沙漠科学数据中心

国家计量科学数据中心

国家地球系统科学数据中心

国家人口健康科学数据中心

国家基础学科公共科学数据中心

国家农业科学数据中心

国家林业和草原科学数据中心

国家气象科学数据中心

国家地震科学数据中心

国家海洋科学数据中心