[发明专利]一种采用氮掺杂石墨烯量子点涂层提高镁合金耐蚀性的方法

说明书

本发明提供了一种采用氮掺杂石墨烯量子点涂层提高镁合金耐蚀性的方法，先以石墨烯量子溶液为电解质溶液，采用三电极系统，以镁合金为工作电极，饱和氯化钾/甘汞电极为参比电极，铂电极为辅助电极，在镁合金表面电化学沉积氮掺杂石墨烯量子点，然后将沉积的氮掺杂石墨烯量子点涂层放置在硅烷化溶液中，硅烷化处理的温度为40～55℃，硅烷化静置时间为1～2h，将经过硅烷化处理的镁合金干燥，即在镁合金的表面设置氮掺杂石墨烯量子点涂层。本发明通过在镁合金表面均匀电沉积氮掺杂石墨烯量子点，随后采用硅烷化处理提高镁合金和氮掺杂石墨烯量子点的结合力，在镁合金表面获得致密度高、结合紧密的氮掺杂石墨烯量子点涂层。

技术领域

本发明属于化工领域，涉及一种金属表面处理技术，具体来说是一种采用氮掺杂石墨烯量子点涂层提高镁合金耐蚀性的方法。

背景技术

镁具有密度低(其密度为1.74g/cm³，仅为铝的2/3和铁的1/4)的特点，并且镁合金比强度比刚度高，具有优良的电磁屏蔽性能和导热导电性能，被称为21世纪的绿色工程材料，在通讯电子汽车制造武器装备和航空航天等领域具有广阔应用前景。但是由于镁合金腐蚀性能差的特点，使得现在对镁合金表面防腐的研究体现的尤为重要。一般镁合金表面耐腐蚀涂层，会有磷酸盐涂层、微弧氧化涂层、超疏水涂层、石墨烯涂层等。在CorrosionScience期刊2016年一篇文献Composite magnesium phosphate coatings for improvedcorrosion resistance of magnesium AZ31alloy，通过化学沉积的方法，在镁合金表面形成磷酸盐涂层，很好的提高了镁合金的耐腐蚀性能。中国科学院长春应用化学研究所在2016年申请的一个专利：镁合金表面功能化石墨烯涂层及其制备方法(CN201610675476.4)，这篇专利就是通过镁合金表面功能化石墨烯涂层，很好地提高镁合金的耐腐蚀性能。

石墨烯量子点作为一种新型的零维石墨烯基材料，其尺寸在100纳米以下，由于其独特的物理化学性质，包括大表面积、低细胞毒性、优良的生物相容性、强量子限制和边缘效应，目前受到越来越多的关注。石墨烯量子点拥有一个石墨烯结构，这使得它们具有石墨烯的一些不寻常的性质。由于存在羟基、环氧和羰基，石墨烯量子点表现出与氧化石墨烯类似的性质；在这方面，石墨烯量子点是亲水的，有很强的溶解倾向，而p-p共轭键的存在为石墨烯量子点提供了粘结能力。

发明内容

针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种采用氮掺杂石墨烯量子点涂层提高镁合金耐蚀性的方法，所述的这种采用氮掺杂石墨烯量子点涂层提高镁合金耐蚀性的方法要解决现有技术中的镁合金表面的防腐蚀效果不佳的技术问题。

本发明提供了一种采用氮掺杂石墨烯量子点涂层提高镁合金耐蚀性的方法，先以石墨烯量子溶液为电解质溶液，采用三电极系统，以镁合金为工作电极，饱和氯化钾/甘汞电极为参比电极，铂电极为辅助电极，在镁合金表面电化学沉积氮掺杂石墨烯量子点，然后将沉积的氮掺杂石墨烯量子点涂层放置在硅烷化溶液中，硅烷化处理的温度为40～55℃，硅烷化静置时间为1～2h，将经过硅烷化处理的镁合金干燥，即在镁合金的表面设置氮掺杂石墨烯量子点涂层。

进一步的，所述电化学沉积电流为0.20～0.26A，电化学沉积时间为480～600s。

进一步的，所述硅烷化处理的溶液为甲基三甲氧基硅烷、无水乙醇与稀释剂，所述的甲基三甲氧基硅烷、无水乙醇与稀释剂的摩尔比为1:3:5至1:3:6。

进一步的，所述的稀释剂为水。

进一步的，所述的石墨烯量子溶液的浓度为8～15mg/mL。

本发明通过在镁合金表面均匀电沉积氮掺杂石墨烯量子点，随后采用硅烷化处理提高镁合金和氮掺杂石墨烯量子点的结合力，在镁合金表面获得致密度高、结合紧密的氮掺杂石墨烯量子点涂层。