镁基体超疏水表面制备及表征.docx

王燕华*,钟莲，刘圆圆，姜泉良，郭向阳，王佳
(中国海洋大学，化学化工学院，青岛， 266100)
摘要：采用自组装方法，在镁基体表面制备了一层超疏水硬脂酸盐分子层，并采用接触角、扫描电镜、红外光谱、电化学阻抗等测试技术对获得的超疏水层及超疏水试样的红外光谱图
. FTIR spectra of the untreated and the super-hydrophobic samples.
为了解超疏水试样表面层的组成，我们将其表面膜刮下进行傅立叶红外光谱分析，得到的谱图如图3所示。在高频区，相对于金属镁的红外谱图来说，超疏水试样的谱图中呈现两个明显的吸收峰，位于2915cm-1和2850cm-1, 分别对应于C－H键的不对称和对称伸缩振动。在低频区，超疏水试样也呈现两个明显的吸收峰，分别位于1564cm-1和1470cm-1。通常，硬脂酸中的羧基 (COO)出现在1702cm−1, 是羧基COO自由吸收带。这两个吸收峰可能是由于－CO2-基团的不对称以及对称伸缩振动引起的。从红外光谱分析可以看出，硬脂酸根已经成功的键合到镁（MgO）表面。
除此之外，两种样品在2359cm−1和2341cm-1出现的吸收峰是由于空气中少量的CO2造成的，在1083cm-1的吸收峰则是样品表面吸附的少量乙醇。
电化学阻抗特征
组装得到不同润湿性的试样在的阻抗复平面图如图4所示。组装前的镁片，呈现明显的亲水性，
其阻抗谱表现为一个下偏的容抗弧和一个感抗弧。高频区的容抗弧反映了电荷传递电阻Rt和双电层电容Cdl的影响，低频区的感抗弧则是由于侵蚀性离子吸附引起的。实验过程中，可以观察到镁电极表面出现多个腐蚀孔。经过硬脂酸表面改性的普通疏水试样，阻抗复平面图中呈现两个下偏的容抗弧及一个明显的感抗弧，感抗弧的出现表明侵蚀性离子已经穿透试样表面的疏水层，金属表面出现蚀孔。超疏水试样的阻抗复平面图中呈现两个下偏的容抗弧，容抗弧直径变大，未出现感抗弧。两个容抗弧分别归因于电极表面的电化学过程以及侵蚀性离子在膜层中的渗透扩散过程。，仍具有超疏水性。
图4不同试样的阻抗复平面图
plots of samples in mol/ L NaCl
表1 不同试样对应的传递电阻、双电层电容和缓蚀效率值
Table 1 Values of Rt ,Cdl and IE corresponding to different samples
Sample
Untreated sample
Hydrophobic sample
Super-hydrophobic sample
Rt/Ω
1725
2271
Cdl/μF
IE/%
7

镁基体表面改性后腐蚀速率减小程度用缓蚀效率（IE）来表示,
其中，Rt和Rt0分别表示改性前、后的电荷传递电阻。对阻抗谱解析得到试样的电荷传递电阻、双电层电容值以及计算得到的缓蚀效率（IE）如表1所示。未经处理的镁片阻抗值很低，约为429Ω，而超疏水试样阻抗值大约为2270Ω，增加至原来的5倍。由于硬脂酸膜的介电常数小，分子大，组装试样的双电层电容值降低至10多μF，缓蚀效率可以达到80％以上。即使对