可持续的pH响应Ce-Tb-BTC@PDA复合材料用于具有双重功能的智能涂层:腐蚀报告和主动保护
Qi Wang1,2,3, Ruoyang Zhang1,2,3, Xu Ren1,2,3
1Beijing Key Laboratory of Electrochemical Process and Technology for Materials, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, China.
ACS applied materials & interfaces
|September 11, 2025
概括
这项研究介绍了使用聚多巴胺和Ce-Tb金属有机框架 (MOF) 来实现可持续的防腐蚀保护的智能,环保涂层. 该涂层提供自我修复和实时损坏感应,显著优于传统的环氧涂层.
科学领域:
- 材料科学 材料科学 材料科学
- 腐蚀科学 腐蚀科学
- 纳米技术纳米技术
背景情况:
- 开发具有实时损坏传感和自主维修的可持续腐蚀保护是一个重大挑战.
- 现有的系统往往缺乏环保性或多功能功能.
研究的目的:
- 为了呈现一个环保的智能复合材料涂层与集成的自我修复和腐蚀可视化.
- 为了证明一种可持续的方法,使用金属-连接物协调化学,用于先进的保护材料.
主要方法:
- 响应pH的多多巴胺与Ce-Tb双金属金属有机框架 (MOF) 的整合.
- 使用可逆的Ce3+--1,3,5-三碳酸 (BTC) 协调用于自我愈合.
- 采用Tb3+光用于pH/Fe3+-响应腐蚀传感.
主要成果:
- 复合材料涂层通过酸触发的金属释放和屏障形成表现出自主自我愈合.
- 通过Tb3+光火实现了快速 (<5分钟) 的腐蚀可视化.
- 电化学测试显示,完整的涂层具有1.90 × 10 7 Ω·cm 2 的0.01 ext{Hz},并且经过修复的涂层在浸泡120小时后保持了比控制对象高2.8倍的阻抗.
结论:
- 协同复合材料设计提供了自我修复和传感的双重机制,通过最大限度地减少Tb3+消耗来提高资源可持续性.
- 这项工作为下一代基于可持续金属协调化学的多功能防护复合材料提供了蓝图.
- 与传统的环氧涂层相比,开发的涂层表现出优越的性能和耐用性.
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