目前常用的防止金属腐蚀的方法

  从金属材料本身出发，改变其内在性质；

  涂、镀金属或非金属保护层；

  改变环境介质；

  电化学保护。

  其中，涂层保护应用较广泛，主要通过屏蔽作用、涂膜产生的电阻效应、颜料产生的钝化缓蚀效应及部分阴极保护效应来达到相应的效果。

  目前常用的保护性涂层都存在一定的局限性

  硫醇化SAMs膜无法在某些金属表面实现自组装，并且无法承受100℃以上的温度，而传统使用的高分子基涂层一般较厚，不透明，会影响金属基体的物理性质，随着对金属防腐蚀要求的提高，传统上使用的有机涂层已无法满足人们的需求了。

  石墨烯的发现

  2004年，英国科学家Novoselov和Geim使用一种特殊的胶带从石墨中剥离并得到了一种仅由一层碳原子构成的薄片，即石墨烯。研究发现，石墨烯具有极好的导电性、耐热性，化学惰性和透明性，打破了一般涂层的局限性，可以作为防腐材料，并且有可能成为目前最轻最薄的防腐蚀涂层。

  石墨烯常用的制备方法

  机械剥离法、石墨插层法、加热SiC法、氧化石墨还原法及化学气相沉积法（CVD）。

  机械剥离法生产效率较低，石墨插层发易改变石墨烯的化学物理性质，加热SiC法易产生缺陷和多晶现象，氧化石墨还原法会损失一部分物理化学性能。相比较而言CVD法生产工艺完善，可制备大面积石墨烯，应用最为广泛。

  石墨烯对金属基体具有较好的防腐作用的研究证明

  Chen等人研究发现石墨烯可以抑制基体金属铜的氧化；Dhiraj Prasai等人研究发现化学气相沉积法（CVD）制备的单层及多层石墨烯薄膜可以作为防腐蚀涂层，对基体金属镍和铜具有优秀的保护作用，同时，该法制备的石墨烯可以通过机械转移的方法转移到其他基体表面且依旧保持良好的耐腐蚀能力；Vesna等人通过CVD法在铜表面制备石墨烯，证明其对铜的腐蚀具有明显的阻碍作用，而将石墨烯机械转移至铝表面后，其表现出的电化学性能和氧化铝十分相似，转移后的石墨烯防腐蚀能力虽然有所降低，但仍然是有效的；Bimal等人使用了水阴极电泳沉积（EPD）的方法在铜表面涂覆了一层石墨烯增强的复合涂层，并证明涂覆有该复合涂层的铜片腐蚀速率比裸铜降低了一个数量级；Krishnamurthy等人研究发现石墨烯涂层对镍金属表面的微生物具有抑制作用，可以大大减缓微生物对镍造成的腐蚀。但也有研究发现，石墨烯只在短期内具有有效的防腐作用。Feng Zhou等人研究发现，石墨烯在短期内对基体铜具有明显的抗热氧化和抗电化学氧化作用，但是在长期的实验中，石墨烯反而加速了基体铜的在室温空气环境下的氧化腐蚀，这一点值得人们进行研究和探讨。

扩展阅读

日前，中国石墨烯产业技术创新联盟在上海首发了2016全球石墨烯产业研究报告。报告称，石墨烯产业发展目前还处于初级阶段，预计到2020年，全球石墨烯才形成完整产业链，且市场规模将达1000亿元，其中中国占比达50%至80%，中国将在全球石墨烯行业中起到主导和核心作用。

  在知识产权方面，到2012年，我国石墨烯论文数量超过美国，位居世界首位。2015年全球石墨烯专利数据显示，排名首位的依然是中国，之后是美国、韩国、日本。

  资料显示，石墨烯是一种碳基新材料，有良好的光、电、热、力性能，在电子信息、新材料、新能源、生物医药等领域显现广阔的应用前景。

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