石墨烯-無(wú)機(jī)物復(fù)合膜層的制備方法綜述

黎恒君，安成強(qiáng)*，郝建軍

（沈陽(yáng)理工大學(xué)環(huán)境與化學(xué)工程學(xué)院，遼寧 沈陽(yáng) 110159）

石墨烯是一種新型的二維片狀碳材料，包括了氧化石墨烯、氧化還原石墨烯和改性石墨烯(石墨烯衍生物)。目前制備石墨烯的方法主要有化學(xué)氣相沉積法、外延生長(zhǎng)法、化學(xué)剝離法、化學(xué)合成法等[1]。石墨烯具有優(yōu)異的光、電、力、熱等性能，因此在導(dǎo)電、催化、磁性、防腐蝕、傳感、增強(qiáng)增韌等領(lǐng)域具有廣闊的應(yīng)用前景，吸引了眾多研究者的關(guān)注[2-3]。在表面處理領(lǐng)域，石墨烯作為一種高硬度耐磨材料，在同樣厚度下具有比類(lèi)金剛石還高的承載力[4]。具有高強(qiáng)度、高比模量的石墨烯作為增強(qiáng)相被添加到鍍層中后，能令鍍層的摩擦損耗降低[5]。另外，石墨烯的層間結(jié)合力較弱，以其作為潤(rùn)滑材料或與其他固體潤(rùn)滑材料(如 MoS2、WS2)一起復(fù)合共沉積所制備的膜層具有不錯(cuò)的潤(rùn)滑性[6]。石墨烯僅含碳原子結(jié)構(gòu)，具有極高的化學(xué)穩(wěn)定性，在復(fù)合膜層中可以作為有效的屏障，延緩腐蝕進(jìn)程[7-8]。在復(fù)合沉積過(guò)程中，石墨烯改變了膜層表面形貌，使膜層更加致密及均勻，從而提高了膜層的穩(wěn)定性、機(jī)械性能及耐蝕性。目前制備石墨烯-無(wú)機(jī)物復(fù)合膜層的主要方法有電沉積法[9-10]、化學(xué)沉積法[11]和電泳法[12]。

1 電沉積法

1.1 直流電沉積法

直流電沉積法通過(guò)機(jī)械攪拌或超聲波振蕩的方式令石墨烯分散在含金屬鹽的溶液中，以外加直流電的方式實(shí)現(xiàn)石墨烯與基質(zhì)金屬在陰極上的共同沉積。

何文婷等[13]以燒結(jié)釹鐵硼表面為陰極，在由氯化鋅、氯化鉀、硼酸和GO組成的鍍鋅溶液中，研究了GO添加量(0.5 ～ 3.0 g/L)、攪拌速率及陰極電流密度對(duì)鍍鋅層微觀(guān)形貌及耐蝕性的影響。……