本文參加百家號#科學了不起#系列徵文賽。
中國科學院寧波材料技術與工程研究所(NIMTE)Wang Liping教授領導的海洋功能材料課題組,通過表面活性劑輔助自下而上的方法,成功製備了超薄金屬有機框架(MOF)納米片。開發的二維MOF納米片增強了複合塗層的防腐性能。研究成果發表在《Corrosion Science》上。
作為二維材料的一個重要分支,有機框架材料引起了越來越多的關注。然而,水對其結構構成了嚴重的威脅,極大地影響了材料在金屬保護領域中的穩定性。
針對這一問題,NIMTE研究組通過添加聚乙烯吡咯烷酮(PVP)作為表面活性劑,實現Cu2+離子與卟啉配體之間的預組裝和配位,合成了具有優異水穩定性的MOF納米片。所得到的超薄納米片,厚度為1~3 nm,與傳統的液體剝離法製備的納米片相比,其規模更均勻,產率更高(57%)。
此外,將合成的二維MOF納米片作為納米填料應用於環氧熱固性材料中,以提高其對腐蝕性介質的阻隔性能。測試結果表明,所製備的納米片可以有效地防止水的滲透,從而顯著提高塗料的防腐性能,得到更廣泛的實際應用。
該工作為光催化、氣體分離等相關領域的材料和器件的研發提供了重要參考。
論文標題為《Ultrathin metal-organic framework nanosheets prepared via surfactant-assisted method and exhibition of enhanced anticorrosion for composite coatings》。