【论文推荐】暨南大学郭洪飞副教授团队：2-6二氨基吡啶改性氧化石墨烯复合涂层的制备及防腐性能研究

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本文为暨南大学郭洪飞副教授团队撰写发表在《中国表面工程》2022年第35卷第2期的研究论文，题为“2-6二氨基吡啶改性氧化石墨烯复合涂层的制备及防腐性能研究”。

引用格式

郭洪飞,赵增祺,朝宝,楠顶,刘景顺.2-6二氨基吡啶改性氧化石墨烯复合涂层的制备及防腐性能[J].中国表面工程,2022,34(2):126-139.

GUO Hongfei, ZHAO Zengqi, CHAO Bao, NAN Ding, LIU Jingshun. Preparation and Anticorrosion Performance of 2-6 Diaminopyridine Modified Graphene Oxide Composite Coating[J]. China Surface Engineering,2022,34(2): 126-139.

精彩看点

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研究成果

本文采用2-6二氨基吡啶为改性剂制备了改性氧化石墨烯复合涂层（BGO/EP），深入研究了改性反应温度、改性剂配比量以及BGO添加量对复合涂层防腐性能的影响，并探究了涂层防腐机理。

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研究工作

本文以提高GO分散性获取高防腐性能复合涂层为切入点，采用一种低成本、无毒性氨基化合物2-6二氨基吡啶为改性剂制备BGO复合材料，以环氧树脂作为成膜物质制备BGO/EP复合涂层。通过XRD、Raman、FT-IR、SEM、AFM和TEM，以及电化学试验、盐雾试验和附着力试验等表征手段对接枝改性处理的最佳温度，2-6二氨基吡啶的最佳配比量以及BGO在涂层中的最佳添加量进行分析，得出2-6二氨基吡啶对GO的最佳改性处理工艺，并进一步探究BGO/EP复合涂层防腐性能和机理。

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研究结果

采用2-6二氨基吡啶作为改性剂制备BGO/EP复合涂层，探究了不同工艺参数对复合涂层防腐性能的影响规律，并进一步揭示了复合涂层防腐机理，为石墨烯基新型防腐涂层研发提供一种技术途径。研究结果表明：2-6二氨基吡啶在反应温度80 ℃，改性剂与GO的配比量为1:5时对GO有最好的改性效果；改性反应未对GO的片层结构造成破坏，同时显著提高了GO表面粗糙度和分散性。复合涂层防腐性能随BGO添加量的提高呈现出先升后降之势，在0.1 wt.%添加量时达到最佳的防腐性能；该添加量下，复合涂层具有较高的|Z|0.01Hz阻抗值，并表现出盐雾环境中长期的耐蚀性能和干、湿条件下优异的附着力性能。

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研究展望

改性氧化石墨烯涂层防腐蚀技术由于选择性宽、可用范围广、应用施工方便、节省能源等优点，是迄今最有效、最经济和应用最为普遍的方法。氨基可与羧基和环氧基等多种含氧基团反应形成共价键，使氨基化合物成为制备改性氧化石墨烯必不可少的选择。氨基化合物有多种组成形式，其对氧化石墨烯的改性效果也不尽相同。深入探究氨基改性对石墨烯基复合涂层防腐性能的提升效果，有必要进一步研究和比较各类氨基化合物与氧化石墨烯间的相互作用，建立起更为全面的认识。

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创新点

引入氨基改性氧化石墨烯的方法，探究BGO复合材料的团聚问题困扰，改善了GO在EP中的分散性；基于腐蚀、力学、结构等表征和分析，较为系统地揭示了不同因素对BGO/EP复合材料防腐性能的影响规律；基于EIS、动电位极化、盐雾实验及数值模拟等，进一步探究了氨基改性氧化石墨烯复合涂层防腐机理。

课题组简介

郭洪飞，暨南大学物联网与物流工程研究院执行院长、博士、副教授、博士生导师，英国IET高级会员（MIET），珠海政协委员，广东省国际科技合作基地副主任，EI期刊《材料导报》编委、审稿专家。入选内蒙古“草原英才”高层次人才（2020）、广州市“创新领军团队”（2019）、暨南杰青第一层次人才（2021）、珠海市十大“科技创新之星”（2020）。长期从事材料加工工程、石墨烯基重防腐涂料的制备及应用等研究。联合华南理工大学、南京大学、重庆昂码信息科技有限公司等，主持纵/横向项目“石墨烯基柔性导热材料性能及机理研究”“航空发动机用石墨烯基防腐涂料机理研究”“特种装备用氨基改性石墨烯防腐复合材料的机理研究与分析”等10余项。以第一作者或通讯作者在《Materials Research Express》《Journal of the Brazilian Society of Mechanical Sciences and Engineering 》《Advances in Materials Science and Engineering》《Materials Science Forum》《热加工工艺》等国内外有较大影响力期刊10余篇，申请/授权“一种新型氨基改性氧化石墨烯防腐蚀涂层的制备方法”“易疲劳断裂螺栓的宏观金相检测方法”“一种锂离子电池用硅碳复合材料的制备方法”等专利20余项。

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