层状双氢氧化物基自修复涂层在海洋环境中的应用进展

恶劣的海洋环境使防腐成为海洋工程的技术难题,为延长海洋防腐涂层的使用寿命,开发具有“主动愈合”自修复功能的智能防腐涂层成为当前的研究热点。层状双氢氧化物(LDHs)因其独特的结构和阴离子交换性能,是理想的缓蚀剂纳米容器和氯离子固化剂,展现了优异的环境响应自修复防腐性能,加之成熟的施工技术,在海洋防腐工程中有广泛的应用。综述了LDHs材料的结构性质、合成方法以及LDHs基涂层的制备,总结了近年来LDHs作为有机涂层中的添加剂或预处理转化膜在海洋环境中针对金属(镁合金、铝合金和钢铁)防护和混凝土防护等领域的应用情况。鉴于涂层实际服役过程中遇到的复杂问题,提出LDHs材料研究中存在的不足和挑战,并展望了在海洋环境中LDHs材料未来的研究趋势。

掺杂了插层2-巯基苯并咪唑Zn/Al层状双氢氧化物自修复涂层的耐蚀性

通过离子交换法制备出了插层2-巯基苯并咪唑(MBI)的Zn/Al层状双氢氧化物(Zn-Al(MBI)LDHs),采用电化学阻抗和人工划痕研究了掺杂了Zn-Al(MBI)LDHs涂层的自修复性能和耐蚀性。结果表明:缓蚀剂MBI分子结构中的苯环平面平行或略有倾斜地置于LDHs的层间;所制备的LDHs实现了MBI的自主释放,同时吸收氯离子;与未掺杂Zn-Al(MBI)LDHs涂层相比,掺杂Zn-Al(MBI)LDHs的涂层表现出优异的耐蚀性,这应归功于从Zn-Al(MBI)LDHs释放出来的缓蚀剂。

用于电解水制氢的镍铁层状双氢氧化物改性研究进展

镍铁层状双氢氧化物(NiFe-LDH)具有独特的化学组成和结构特性,因其价格低廉,比表面积大、层状结构可控,而且表现出较为突出的催化析氧活性,被认为是有开发潜质的非贵金属析氧催化剂。但NiFe-LDH存在电导率低、表面活性位点不足等问题,限制了电子转移效率,影响了析氧反应的进行,目前还无法满足电解水制氢的实用性要求。因此,对NiFe-LDH在合成方法改进和本征活性改进2个方面进行综述,为深入探索NiFe-LDH的合成及应用提供思路,并对NiFe-LDH在电解水析氧反应中的应用发展进行展望。

镍铁层状双氢氧化物包覆银纳米线作为水裂解双功能电催化剂

镍铁层状双氢氧化物(NiFe-LDHs)是一种高效催化析氧反应(OER)的材料,它的活性优于Ir和IrO2等传统的贵金属催化剂,但是其较差的导电率和材料堆积所导致的活性位点易降解,大大限制了其作为电催化剂方面的应用。而银纳米线(Ag NWs)优良的导电性及较大的比表面积使得Ag NW@NiFe-LDHs核–壳复合材料在电催化方面应用成为可能。基于此,本文提出了利用水热法在已经制备得到的银纳米线上均匀包覆生长一层镍铁层状双氢氧化物材料,显著提高了材料的析氧性能和析氢性能。在50 mA•cm−2的电流密度下,其OER的起始过电位为220 mV,优于大多数报道的镍基催化剂。以银纳米线为核生长的镍铁层状双氢氧化物材料能够暴露更多的活性位点,从而加速水解反应的进行。

Co-Mn-Al层状双氢氧化物催化臭氧氧化水中有机污染物的活性(英文)

采用共沉淀法制备了Co-Mn-Al层状双氢氧化物,并将其用于以硝基苯为目标污染物的催化臭氧降解反应中.结果表明,Co-Mn-Al层状双氢氧化物存在时,硝基苯的降解和矿化效率较单独臭氧氧化系统显著提高.采用加入羟基自由基捕获剂(叔丁醇)和电子顺磁共振检测(5,5-二甲基-1-吡咯啉-N-氧化物为捕获剂)的间接、直接方法,探讨了Co-Mn-Al层状双氢氧化物是否强化了羟基自由基的生成.结果表明,加入叔丁醇降低了硝基苯的降解效率;电子顺磁共振检出了更强的羟基自由基加成物生成信号.Co-Mn-Al层状双氢氧化物的存在促进了羟基自由基的生成.

复合层状双氢氧化物涂层对镁锂合金耐腐蚀性能的影响

镁锂合金具有高比强度、良好的阻尼特性、减震性能以及其抗电磁屏蔽能力,因此在各个领域都有广阔的应用前景,但是由于镁锂合金化学耐腐蚀性能较差,这极大地限制了镁锂合金的应用。本文利用氟化钾制备了氟化涂层,其作为基底涂层与电沉积法制备的Zn-Al层状双氢氧化物(LDH)涂层组成复合涂层,用以改善镁锂合金的耐腐蚀性能。采用XRD、SEM、EDS对涂层形貌和组成进行表征,利用极化曲线、EIS以及静态腐蚀测试研究复合涂层对镁锂合金在3.5%氯化钠溶液中的耐腐蚀性能。研究结果表明:复合涂层在镁锂合金表面成功制备;氟化/LDH复合涂层能够有效改善镁锂合金在3.5%氯化钠溶液中的耐腐蚀性能。

层状双氢氧化物基纳米材料制备及应用研究进展

针对层状双氢氧化物基纳米材料在水溶液中污染物去除的应用,对层状双氢氧化物基纳米材料的制备方法、对污染物的去除机理以及再生性进行了综述,为层状双氢氧化物基纳米材料对水溶液中污染物去除的实际应用研究提供了理论依据。

层状双氢氧化物调控肿瘤微环境的研究进展

肿瘤微环境是肿瘤发生和生长的内在环境,包括多种细胞类型(成纤维细胞、免疫细胞、免疫抑制细胞等)、细胞外成分(细胞因子、生长因子、激素、细胞外基质等)。它具有弱酸性、缺氧、免疫抑制等特点,与肿瘤的进展密不可分。作为一种新型二维纳米材料,层状双氢氧化物(layered doublehydroxides,LDH)被广泛应用于肿瘤治疗。本文结合近些年的研究报道,综述了LDH纳米材料针对肿瘤微环境的不同特点进行调控的研究现状,总结了LDH纳米材料存在的不足,并对LDH调控肿瘤微环境未来发展趋势进行了展望。

草酸预处理AM50镁合金表面快速原位制备 蒸汽Mg−Al LDH涂层的耐蚀性

通过暴露合金表面的金属间化合物(β-Mg17Al12和AlMn),研究草酸(OA)酸洗对AM50镁合金表面原位蒸汽Mg−Al层状双氢氧化物(LDH)涂层成膜机制和耐蚀性的影响。结果表明,OA预处理使镁合金表面金属间化合物比例显著增加,Mg−Al LDH在Al−Mn相周围成核并生长。当酸洗时间为45 s时,所得LDH涂层的厚度最大、耐蚀性最佳,与基体相比,其腐蚀电流密度降低3个数量级。最后,提出了AM50镁合金表面Mg−Al LDH涂层的成膜机制。

基于微纳米胶囊型填料提升防腐涂层耐久性的研究进展

金属涂层的完整性和耐久性对钢结构的耐介质腐蚀影响很大。微纳米胶囊型填料能在防腐涂层发生局部破损或者出现微裂纹时,对涂层下微环境变化产生应激响应,释放出缓蚀性物质或者聚合物单体,实现对涂层的自修复,填充空隙,从而显著提高涂层的抗介质腐蚀能力。首先介绍了微纳米自修复涂层的原理,并以介孔SiO_(2)、层状双氢氧化物、埃洛石纳米管和金属有机框架化合物等几种新型微纳米填料为代表,对其在自修复高耐蚀涂层上的应用和优缺点进行了简单的总结和展望,为高耐蚀长效涂层的开发提供一些思路。

研究者借镁合金涂层打造外科医用新材料

中南大学粉末冶金研究院教授吴宏科研团队联合湘雅二院副主任医师刘波,研究发现通过铜离子优化层状双氢氧化物,能够增强镁合金的耐腐蚀性、抗菌性和成骨性能,有望促进外科医用植入物的材料学革新升级。该成果最近发表在《镁合金学报》。

萃取吸附剂在非甾体抗炎药残留样品前处理中的应用进展

阿司匹林和塞来昔布等非甾体抗炎药(NSAIDs)因具有消炎和止痛等疗效被广泛应用,但其具有一定的毒副作用,会引起肠胃疾病等,因而其在环境水、生物样品和食品中的残留分析已引起重视。萃取吸附剂是决定样品前处理环节中萃取效率和选择性高低的关键。本文以萃取吸附剂类别(碳基材料、金属有机骨架、低共熔溶剂和层状双氢氧化物等)为主线,综述了采用萃取技术对环境水、生物和食品样品中的NSAIDs进行前处理,配合采用高效液相色谱联用技术等进行检测分析的最新应用实例,并对今后的萃取吸附剂的发展趋势进行了展望。

可循环利用的食品包装透明薄膜问世

英国牛津大学科学家研发出一种完全可循环、非常安全的透明薄膜,甚至可以取代现有的用于食品包装的金属涂层复合材料。该薄膜采用了一种全新环保制造工艺,比目前行业所使用的材料更容易循环利用。这种薄膜由层状双氢氧化物(一种无机材料)组成,生产工艺既经济实惠又绿色环保,所需材料是水和氨基酸。所得薄膜呈透明色,像金属涂层一样可以隔绝氧气和水蒸气,同时较为结实。由于这种薄膜是合成的,因此其成分完全可控,这就极大提高了它们与食品接触时的安全性。