有機硅陽極儲氯釋氯防污涂層可行性探究
摘要:本研究基于導電涂層防污技術,提出“酰胺基儲氯結構+碳管導電網(wǎng)絡”協(xié)同機制,開發(fā)了可儲氯釋氯防污涂層,實現(xiàn)了防生物污損與生態(tài)安全的統(tǒng)一。以可在次氯酸溶液中將N—H鍵轉化為N—Cl鍵的N–鹵胺化合物為核心儲氯單元,結合多壁碳納米管(MWCNTs)構建導電網(wǎng)絡,采用溶膠–凝膠法進行硅烷水解構筑復合涂層基底。突破傳統(tǒng)涂層的單一作用模式,將MWCNTs導電涂層作為陽極,在外加電場下電解海水原位生成次氯酸根,與N–鹵胺儲氯體系形成協(xié)同防污機制。并通過電化學測試定量解析了海水環(huán)境中MWCNTs導電涂層的析氯電位,驗證了該體系在低能耗條件下持續(xù)產(chǎn)氯的可行性。實驗結果表明,涂層經(jīng)2.5 V電解15 min將N—H鍵向N—Cl鍵轉化完成儲氯后,涂層有效氯儲存量達79.8 mg/m2,對大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的接觸殺滅率均達100%,海水中浸泡5 h后依然有55%以上的細菌殺滅率。一次儲氯可維持有效氯勻速緩釋26 h,12 h內有效抑制生物膜的形成。通過掃描電子顯微鏡(SEM)證實,MWCNTs在涂料體系的導電通路的基本單元是由“團聚體–通道”所構成的,形成了完善的導電網(wǎng)絡。X射線光電子能譜(XPS)與傅里葉變換紅外光譜(FTIR)表征數(shù)據(jù)共同揭示了涂層中N—Cl鍵的穩(wěn)定存在。
本文系作者@柳辛娜,耿永娟,劉治鋆,李紹純,劉 昂,周 宇,周安杰,班新澤 授權中國涂料網(wǎng)發(fā)表,并經(jīng)中國涂料網(wǎng)編輯,未經(jīng)允許不得轉載,如需轉載請聯(lián)系chinacoatingnet@vip.163.com