功能化对二元型和中等熵 MXene 涂层防腐效果的对比研究
材料科学
2026-05-01 v1
摘要
开发可规模化且环保的防腐涂层对于保护富含氯离子环境下的钢铁基础设施至关重要。本文研究了一种受牡蛎壳结构启发的多层环氧涂层，其由四种 MXene 系统强化而成。该结构形成致密的层状网络，增加扩散曲折度，并在表面引入电活性区域以与离子发生相互作用。电化学阻抗谱（EIS）确认，多层设计将涂层电阻从约103 Ohm/cm2 提升至约108 Ohm/cm2。观察到明显的性能等级排序：P-(TiVCrMo)C3 > O-Ti3C2Tx > O-(TiVCrMo)C3 > P-Ti3C2Tx。密度力学理论（DFT）计算揭示，P-Ti3C2 强烈吸附 O2，表明其表面活性更高，而氧化终止物通过部分覆盖 Ti 原子位来稳定表面。相比之下，P-(TiVCrMo)C3 由于其多金属电子结构，表现出强烈吸附含氧化学物质的倾向，促进形成保护性氧化物的形成。这些结果突显了表面化学、电子结构和组分熵在设计下一代基于 MXene 的防腐涂层方面的精细平衡，适用于海洋和工业环境。
引用
@article{arxiv.2604.27114,
title = {Contrasting Effects of Functionalization in Binary and Medium-Entropy MXene Coatings for Corrosion Protection},
author = {Aqsa Fayyaz and Ulises Martin Diaz and Jianyu Dai and Homero Castaneda and Chenglin Wu},
journal= {arXiv preprint arXiv:2604.27114},
year = {2026}
}