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  海洋對(duì)鋼鐵的腐蝕會(huì)對(duì)經(jīng)濟(jì)、社會(huì)造成不可估量的損失，為了減緩鋼鐵的損失，有機(jī)涂層是一種具有潛力的一種具有成本效益的抗腐蝕策略，避免了金屬基底直接暴露在腐蝕介質(zhì)中。然而，在使用過(guò)程中，涂層不可避免地會(huì)遭受到磨損或者劃傷，嚴(yán)重限制了涂層的實(shí)際應(yīng)用。因此，急切地需要開(kāi)發(fā)一種具有自修復(fù)性能的抗腐蝕涂層。

  光熱自修復(fù)涂層由于其遠(yuǎn)程可控性和局部修復(fù)的優(yōu)點(diǎn)，從而受到廣泛關(guān)注。石墨相聚合物氮化碳（g-C₃N₄或CN）作為一種典型的二維層壓納米材料，其在層間產(chǎn)生的迷宮效應(yīng)能夠阻礙腐蝕離子與金屬基底接觸，達(dá)到延緩腐蝕的目的；同時(shí)，g-C₃N₄具有制備簡(jiǎn)單，成本低，無(wú)毒性且溫度的優(yōu)點(diǎn)，是一種具有潛力的防腐填料。然而，g-C₃N₄對(duì)于可見(jiàn)光吸收差等缺點(diǎn)限制了其在光熱方面的應(yīng)用。單寧酸（TA）是一種多酚，可以與Q235碳鋼等基質(zhì)中的金屬離子螯合，形成穩(wěn)定的Fe-TA有機(jī)金屬配合物，從而增強(qiáng)其光熱功效。聚二甲基硅氧烷（PDMS）涂層的玻璃態(tài)轉(zhuǎn)化溫度低及在光熱條件下，分子間氫鍵的斷裂和重組可刺激PDMS鏈的運(yùn)動(dòng)，從而達(dá)到宏觀的涂層自愈合，從而受到廣泛應(yīng)用。

圖1 (a) CN和(b) TA-CN-4的SEM圖像；TA-CN-4的(c) AFM圖像；CN和TA-CN-4的(d) XRD厚度；(e)TA、CN和TA-CN-4的FT-IR光譜；(f)(g)C1、(h) N 1、（i)CN和TA-CN-4上的XPS測(cè)量和高分辨率XPS光譜。

圖2 (a)光催化防腐試驗(yàn)示意圖。不同浸泡時(shí)間（1、7、14、21和28天）的(b) OCP值，(c)Tafel曲線和(d)對(duì)應(yīng)的電化學(xué)參數(shù)。

圖3 在3.5 wt%氯化鈉溶液中，PDMS、CN/PDMS和TA-CN-4/PDMS涂層的Nyquist圖（a、d、g、j、m)、Bode圖(b、e、e、h、k、n)和相角（c、f、i、l、o）圖。

圖4 72 h鹽霧試驗(yàn)前后PDMS（a₁、a₂）、CN/PDMS（b₁、b₂）、TA-CN-1/PDMS（c₁、c₂）、TA-CN-2/PDMS（d₁、d₂）、TA-CN-3/PDMS（e₁、e₂）、TA-CN-4/PDMS（f₁、f₂）和TA-CN-5/PDMS（g₁、g₂）涂層的光學(xué)照片。

圖5 (a)光熱效應(yīng)實(shí)驗(yàn)示意圖。(b)AM1.5G照射下PDMS、CN/PDMS和TA-CN-4/PDMS涂層的溫度變化曲線和(c)紅外熱像照片

圖6 PDMS（a₁、a₂）、CN/PDMS（b₁、b₂）、TA-CN-1/PDMS（c₁、c₂）、TA-CN-2/PDMS（d₁、d₂）、TA-CN-3/PDMS（e₁、e₂）、TA-CN-4/PDMS（f₁、f₂）和TA-CN-5/PDMS（g₁、g₂）復(fù)合涂層3小時(shí)前后劃傷和愈合的掃描電鏡圖像。(h)TA-CN/PDMS涂層的自愈合機(jī)理示意圖。

圖7 (a)紫外-可見(jiàn)漫反射光譜；(b)估計(jì)的帶隙值；(c) VB-XPS光譜和(d)能級(jí)；(e) PL光譜和(f)制備的CN和TA-CN-4樣品的瞬態(tài)光電流響應(yīng)。

圖8 TA-CN/PDMS復(fù)合涂層的防腐及自愈合機(jī)理示意圖。

  原文鏈接：https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S1385894724007174