10 электромобилей, на которых нам не терпится покататься
May 16, 202310 способов, которыми Toyota Camry 2024 года встряхнет рынок
May 18, 202314 лучших пятновыводителей для одежды 2023 года по мнению экспертов
Jul 07, 202315 лучших предложений Walmart августа 2023 года: распродажи Dyson и Apple
Aug 02, 2023Хонда CR 2019 года
May 22, 2023Изготовление биоугля
Том 13 научных докладов, Номер статьи: 9453 (2023) Цитировать эту статью
830 Доступов
1 Альтметрика
Подробности о метриках
В этом исследовании мы сообщаем об экологически чистом и простом процессе синтеза биоугля, BC, и нанокомпозита кобальт-биоуголь, Co-BC, с использованием биомассы рисовой соломы. Мы создали два супергидрофобных покрытия на стальных подложках с помощью потенциостатического электроосаждения модифицированного никелем биоугля Ni@BC и никеля, модифицированного нанокомпозитом кобальт-биоуголь Ni@Co-BC, затем эти покрытия пропитывали раствором этанольно-стеариновой кислоты. Инфракрасная спектроскопия с преобразованием Фурье показала, что покрытие Ni@BC с привитой стеариновой кислотой, Ni@BC@SA, и композит Ni@Co-BC с привитой стеариновой кислотой, Ni@Co-BC@SA, хорошо привились к поверхности стали. . Сканирующая электронная микроскопия показала, что супергидрофобные покрытия имеют наноразмерные особенности. Результаты атомно-силовой микроскопии показали, что покрытие Ni@Co-BC@SA имеет более высокую шероховатость, чем покрытие Ni@BC@SA, что приводит к более высокой супергидрофобности. Углы смачивания водой для покрытий Ni@BC@SA и Ni@Co-BC@SA составили 161° и 165° соответственно, а значения углов скольжения воды для обоих покрытий составили 3,0° и 1,0° соответственно. Количественная оценка эффективности ингибирования отложений показала, что покрытие Ni@Co-BC@SA показало большую эффективность по сравнению с покрытием Ni@BC@SA. Кроме того, покрытие Ni@Co-BC@SA продемонстрировало улучшенную коррозионную стойкость, стойкость к ультрафиолетовому излучению, механическую стойкость к истиранию и химическую стабильность по сравнению с покрытием Ni@BC@SA. Эти результаты подчеркивают превосходные характеристики покрытия Ni@Co-BC@SA и его потенциал в качестве высокоэффективного и долговечного супергидрофобного покрытия для стальных подложек.
Ожидается широкое промышленное применение нескольких синтетических супергидрофобных поверхностей SHP, вдохновленных листьями лотоса1. Поверхности SHP представляют собой исключительно водоотталкивающие поверхности с углом контакта воды WCA более 150° и углом скольжения воды WSA менее 10°2,3. Ввиду важности поверхностей ВГП как для фундаментальных исследований, так и для практических применений, им уделяется большое внимание. Общеизвестно, что поведение смачивания поверхности определяется сочетанием шероховатости поверхности и различной поверхностной энергии. Шероховатые поверхности с низкой поверхностной энергией обычно являются SHP, тогда как шероховатые поверхности с высокой поверхностной энергией обычно являются супергидрофильными4. Перфторированные соединения, такие как фторсиланы или молекулы фторуглеродов, исторически использовались в качестве материалов с низкой поверхностной энергией из-за их исключительно низкой поверхностной энергии4,5. Однако было продемонстрировано, что использование таких длинноцепочечных фторуглеродов имеет очень вредные побочные эффекты, включая стойкость, биомагнификацию и биоаккумуляцию5,6,7,8,9. Таким образом, может быть сложно спроектировать поверхность МГЭ с такими характеристиками, особенно когда есть опасения по поводу экологической безопасности. В результате крайне важно разработать недорогие, экологически чистые технологии и материалы для производства поверхностей МГЭ5,10.
Поверхности МГП имеют широкий спектр применений, включая устойчивость к коррозии, устойчивость к ультрафиолетовому излучению, технологии разделения нефти и воды и т. д.11,12,13,14,15,16,17,18. Было представлено несколько методов создания СГП-покрытий, включая электроосаждение, электрохимическое анодное оксидирование, анодирование и т. д.19,20,21,22,23,24,25,26. Благодаря своей простоте, низкотемпературной процедуре, чистой, доступной и регулируемой наноструктуре электроосаждение является отличным методом создания искусственных поверхностей SHP3. Благодаря невысокой стоимости и превосходным механическим свойствам углеродистая сталь является конструкционным материалом, который чаще всего используется во многих отраслях промышленности. Он используется в огромных количествах в оборудовании для металлообработки, строительства, мостов, химической обработки, добычи нефти и морского применения27,28. Коррозия стали и ее подавление в этих условиях представляют собой сложную технологическую задачу. Коррозия обычно рассматривается как одна из наиболее серьезных проблем нашего общества, имеющая последствия для экономики и безопасности29,30,31. Стальные поверхности можно защитить различными методами, одним из наиболее важных является разработка СХП-покрытий, значительно повышающих коррозионную стойкость стали32,33.