有機(jī)硅陽(yáng)極儲(chǔ)氯釋氯防污涂層可行性探究
摘要:本研究基于導(dǎo)電涂層防污技術(shù),提出“酰胺基儲(chǔ)氯結(jié)構(gòu)+碳管導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)”協(xié)同機(jī)制,開(kāi)發(fā)了可儲(chǔ)氯釋氯防污涂層,實(shí)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(zhuǎn)化為N—Cl鍵的N–鹵胺化合物為核心儲(chǔ)氯單元,結(jié)合多壁碳納米管(MWCNTs)構(gòu)建導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò),采用溶膠–凝膠法進(jìn)行硅烷水解構(gòu)筑復(fù)合涂層基底。突破傳統(tǒng)涂層的單一作用模式,將MWCNTs導(dǎo)電涂層作為陽(yáng)極,在外加電場(chǎng)下電解海水原位生成次氯酸根,與N–鹵胺儲(chǔ)氯體系形成協(xié)同防污機(jī)制。并通過(guò)電化學(xué)測(cè)試定量解析了海水環(huán)境中MWCNTs導(dǎo)電涂層的析氯電位,驗(yàn)證了該體系在低能耗條件下持續(xù)產(chǎn)氯的可行性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,涂層經(jīng)2.5 V電解15 min將N—H鍵向N—Cl鍵轉(zhuǎn)化完成儲(chǔ)氯后,涂層有效氯儲(chǔ)存量達(dá)79.8 mg/m2,對(duì)大腸桿菌和金黃色葡萄球菌的接觸殺滅率均達(dá)100%,海水中浸泡5 h后依然有55%以上的細(xì)菌殺滅率。一次儲(chǔ)氯可維持有效氯勻速緩釋26 h,12 h內(nèi)有效抑制生物膜的形成。通過(guò)掃描電子顯微鏡(SEM)證實(shí),MWCNTs在涂料體系的導(dǎo)電通路的基本單元是由“團(tuán)聚體–通道”所構(gòu)成的,形成了完善的導(dǎo)電網(wǎng)絡(luò)。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(quán)中國(guó)涂料網(wǎng)發(fā)表,并經(jīng)中國(guó)涂料網(wǎng)編輯,未經(jīng)允許不得轉(zhuǎn)載,如需轉(zhuǎn)載請(qǐng)聯(lián)系chinacoatingnet@vip.163.com