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Informes científicos Volumen 12, Número de artículo: 10530 (2022) Cite este artículo

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Los recubrimientos superhidrofóbicos se fabricaron con éxito en sustratos de acero utilizando electrodeposición potenciostática de Ni y Ni-grafeno, NI-G, recubrimientos seguidos de inmersión en una solución etanólica de ácido esteárico, SA. Rice Straw, un recurso de biomasa ecológico, se utilizó para sintetizar grafeno de alta calidad. Los espectros Raman demostraron la alta calidad del grafeno producido. La espectroscopía infrarroja de transformación de Fourier, FTIR, mostró que el recubrimiento de Ni injertado con ácido esteárico, Ni-Sa y el compuesto NI-G injertado con ácido esteárico, Ni-G-SA, se depositaron con éxito en el sustrato de acero. El microscopio electrónico de barrido, los resultados SEM, mostraron que los recubrimientos superhidrofóbicos preparados exhiben estructuras micro-nano. Los resultados de la humectabilidad revelaron que los valores de los ángulos de contacto, CAS, para los recubrimientos Ni-Sa y Ni-G-SA son 155.7 ° y 161.4 °, mientras que los valores de los ángulos deslizantes, SAS, para ambos recubrimientos son 4.0 ° y 1.0 °, respectivamente. Se encontró que la resistencia a la corrosión, la estabilidad química y la resistencia a la abrasión mecánica del recubrimiento de Ni-G-SA eran mayores que las del recubrimiento de Ni-SA.

Extremely non-wettable surfaces are one of nature's most interesting aspects. Due to the extremely low stickiness of liquid drops on natural non-wettable surfaces forms a sphere shape and instantly roll off the surface1. The extremely water repellent surfaces which exhibit a contact angle greater than 150° are famously known as superhydrophobic surfaces2. Superhydrophobic surfaces have aroused a lot of interest because of their importance in fundamental science and industrial applications. Las superficies superhidrofóbicas tienen una variedad de aplicaciones como la separación de aceite-agua3, antiinaciamiento4, autolimpiante 5, resistencia a la corrosión6, reducción de arrastre7, sensores8, células solares9, biomedical10, dispositivos microfluídicos11 y tecnologías antifoulantes12. Se pueden crear diferentes recubrimientos superhidrofóbicos con notable repelencia del agua al mejorar la rugosidad de la superficie, que es el primer requisito para la superhidrofobicidad y la reducción de la energía superficial, que es el segundo requisito para la superhidrofobicidad13. Creating a surface with these characteristics can be difficult, especially when environmental and consumer safety issues are present. Históricamente, el material de energía de baja superficie utilizada son los compuestos perfluorados, incluidos los silanos fluoro o las moléculas de fluorocarbono, debido a su energía superficial de ultralow (≈ 10 mJ m - 2) 14. Sin embargo, se ha demostrado que el uso de tales fluorocarbones de cadena larga es muy tóxica y posee resultados ambientales negativos como la persistencia, la biomagnificación y la bioacumulación 2,14,15,16,17. Por lo tanto, existe la necesidad de desarrollar métodos ecológicos de bajo costo y materiales ecológicos para fabricar superficies superhidrofóbicas18. Ilker S. Bayer publicó recientemente una revisión que analizó numerosos enfoques viables para fabricar recubrimientos superoleofóbicos superhidrofóbicos e incluso superoleofóbicos utilizando tecnologías ecológicas y componentes biodegradables como ceros, lípidos, proteínas y celulosa14. This review explains, evaluates, and examines such advancements and their performance in comparison to traditional approaches.

Para la preparación de recubrimientos superhidrofóbicos, se han propuesto varios métodos, incluida la inmersión19, Electrospinning20, ElectroDePosition6, el autoensamblaje de la capa21, el grabado en plasma4, el depósito de vapor químico22, la oxidación anódica electroquímica23, la separación de fase24, el diput25, la pulverización2 y los métodos sol-gel26. La electrodeposición es una excelente técnica para construir superficies superhidrofóbicas artificiales debido a su proceso de baja temperatura, limpio, bajo costo, simplicidad y nanoestructura controlable6.

El acero tiene una amplia gama de aplicaciones debido a su alta resistencia mecánica y un precio relativamente bajo. Sin embargo, tiene altas actividades electroquímicas y químicas para el ataque de corrosión 27,28. En general, la corrosión se considera uno de los problemas más graves de nuestras sociedades con implicaciones económicas y de seguridad 29,30,31. Se pueden usar muchas técnicas de protección para proteger las superficies de acero 28,32; Uno de los más significativos es la fabricación de recubrimientos superhidrofóbicos, que aumentan significativamente la resistencia a la corrosión del acero33,34.

Sin embargo, las principales desventajas de la mala durabilidad mecánica y la inestabilidad mecánica restringen las aplicaciones prácticas de las superficies superhidrofóbicas 35,36. To be used in industrial applications, superhydrophobic surfaces must increase their mechanical abrasion resistance and chemical stability.

Graphene is a honeycomb-like carbon allotrope with a two-dimensional structure. El grafeno es uno de los nanomateriales más notables, ya que no solo es la nanoestructura basada en carbono más delgada, sino también una de las más robustas. El grafeno es un buen material para recubrimientos, especialmente recubrimientos anticorrosión, debido a su resistencia, espesor de capa atómica única, inercia química e impermeabilidad a la mayoría de los gases37,38. La reducción química del óxido de grafeno, la exfoliación del grafito, el crecimiento epitaxial en carburo de silicio y la deposición química de vapor (CVD) son los cuatro métodos principales para la fabricación de grafeno39. Unfortunately, the majority of these approaches are time-consuming and involve the use of hazardous chemicals and gases. Due to time and production quality constraints, some of them are not suitable for industrial mass production40. Many scientists are currently working on developing green synthesis methods for graphene manufacturing39,40,41. Rice straw, an environmentally friendly biomass resource, is used to make graphene in this study. Rice straw is the most widely produced agricultural material in the world, with around 120 million tons produced each year39. En los últimos años, la mayoría de los agricultores han optado por el método de producción más simple: quemar la paja de arroz; sin embargo, esto tiene graves consecuencias, como la contaminación del aire, especialmente a medida que crece el número de quemas. El impacto perjudicial sobre el medio ambiente se reduce al convertir estos desechos en materiales más valiosos como el grafeno.

Este estudio tiene como objetivo fabricar un recubrimiento a base de grafeno superhidrofóbico en la superficie del acero. El ácido esteárico se usa como un material de baja energía de superficie que es un compuesto 42 barato y amigable para el medio ambiente. Se usó un método ecológico ambientalmente ecológico para sintetizar grafeno de alta calidad a partir de un recurso de biomasa, paja de arroz. La humectabilidad, la estabilidad mecánica y química y las propiedades de resistencia a la corrosión se midieron para los recubrimientos superhidrofóbicos preparados en una solución acuosa de NaCl 0,5 M.

A steel plate with dimensions of 2.0 cm × 1.0 cm × 0.1 cm was used as a substrate. The rice straw was purchased from a local market. Se usaron etanol anhidro, hexahidrato de cloruro de níquel, sulfato de níquel, ácido bórico, hidróxido de sodio, hidróxido de potasio y ácido sulfúrico de grado analítico.

Esta síntesis consta de tres pasos: pretratamiento, activación química y postratamiento. La etapa de pretratamiento incluye lavar la paja de arroz muchas veces para eliminar todos los residuos, seguido de quemarla durante aproximadamente 15 min a 250 °C para formar la ceniza de paja de arroz, RSA. El proceso de activación química incluye mezclar RSA (4 g) y KOH (20 g) en un crisol; luego, el crisol se cubre con lana cerámica. El crisol se colocó en un crisol más grande. El espacio entre los dos crisoles se llenó con RSA, que sirvió como barrera para evitar que la muestra dentro del crisol más pequeño se oxidara. En un horno de mufla, la muestra se recoció a 700 ° C durante 2.5 h. En el paso posterior al tratamiento, la muestra se lavó muchas veces con agua destilada para eliminar el exceso de KOH antes de secarse durante 24 ha 100 ° C.

El sustrato de acero se pulió mecánicamente con papel de lija de varios grados antes de la electrodeposición, comenzando con uno grueso (grado 300) y progresando hasta el más fino en etapas (grado 800). Luego, el sustrato se desengrasó en una solución jabonosa durante 10 min, luego se activó por inmersión en H2SO4 2,0 M durante un minuto, luego se enjuagó con agua destilada y etanol antes de sumergirse directamente en el baño de electrodeposición. Los parámetros de electrodeposición para la fabricación del recubrimiento de Ni y el recubrimiento de Ni-grafeno, Ni-G sobre el sustrato de acero se muestran en la Tabla 1. Se utilizó como ánodo una hoja de platino con las mismas dimensiones que el sustrato de acero y se separó con un 2.0 cm gap from the steel substrate, the cathode. The Ni and Ni-G coatings were rinsed with distilled water and then dried at room temperature for a day. Los sustratos de los revestimientos de Ni y Ni-G revestidos en seco se sumergieron en soluciones etanólicas de ácido esteárico (SA) 0,01 M durante 0,25 h y luego se secaron a temperatura ambiente. El recubrimiento de Ni preparado injertado con ácido esteárico, Ni-SA, y el recubrimiento de Ni-G injertado con ácido esteárico, Ni-G-SA, se sometieron a diversas metodologías de caracterización y evaluación.

Se utilizó un microscopio electrónico de barrido, SEM (modelo JSM-200 IT, JEOL), para examinar la topografía superficial de los recubrimientos superhidrofóbicos generados. La composición química de la superficie se analizó utilizando el espectrofotómetro infrarrojo de transformación de Fourier (Modelo: Bruker Tensor 37 FTIR). Los espectros informados están en los 4000–400 cm - 1. La investigación de difracción de rayos X se realizó con radiación monocromática Cu K (= 0,154056 nm) usando un difractómetro de rayos X (Bruker D2 phaser). Raman spectra of graphene were obtained using spectrometer (Senttera-Broker) equipped with 532 nm wavelength laser. El ángulo de contacto con el agua (CA) y el ángulo de deslizamiento (SA) se estimaron con gotas de agua de 5 µL utilizando un goniómetro de ángulo de contacto óptico (instrumento Rame-hart CA, modelo 190-F2). The CAs and SAs values presented are the averages of two measurements carried out at different substrate locations.

Se colocó una gota de agua de diferentes valores de pH (pH = 1–13) sobre los recubrimientos superhidrofóbicos preparados, y se determinaron las CA y SA para cada pH43. Se usaron ácido sulfúrico e hidróxido de sodio para controlar el pH de la gota de agua. Los CAS y SAS informados son el promedio de dos pruebas realizadas en la superficie de la muestra en diferentes lugares.

Las mediciones electroquímicas se realizaron con una celda de tres electrodos en un analizador de respuesta de frecuencia ACM (Reino Unido). Una varilla de grafito y un electrodo de Ag/AgCl sirvieron como contraelectrodo y electrodo de referencia, respectivamente. El acero desnudo y el acero recubierto por recubrimientos superhidrofóbicos de Ni-SA y Ni-G-SA se utilizaron como electrodos de trabajo. Se aplicó una capa de epoxi a los electrodos de trabajo, dejando 1 cm2 expuesto a la solución de prueba. El electrodo de trabajo se colocó en una celda que contenía una solución de NaCl 0,5 M que se abrió a la atmósfera a temperatura ambiente y se dejó durante 20 minutos antes de las mediciones electroquímicas para alcanzar el potencial de equilibrio. El rango de frecuencia de las mediciones de espectroscopia de impedancia electroquímica (EIS) fue de 0,1 ≤ f ≤ 1,0 × 104 con una amplitud de señal de potencial aplicada de 10 mV alrededor del potencial de equilibrio. Las mediciones de polarización se realizaron a una velocidad de exploración de 30 mV/min utilizando un rango de potencial de ± 250 mV alrededor del potencial de equilibrio. Los experimentos se verificaron dos veces para garantizar que las mediciones fueran precisas y que los resultados tuvieran un error del 2 %.

La dispersión Raman es una poderosa técnica no destructiva que es muy útil para examinar la estructura cristalográfica ordenada y desordenada44. La Figura 1 muestra el espectro Raman del grafeno. El pico D a 1286 cm−1 es producido por el modo de respiración de los átomos sp2, que está activo en presencia de defectos e impurezas en el grafeno45, mientras que el pico G a 1621 cm−1 es generado por el fonón E2g de hibridación sp2 Átomos de carbón. El grafeno también tiene un pico 2D alto, alrededor de 2612 cm−1. El pico 2D, por otro lado, es bien conocido por ser el segundo orden del pico D. El número de capas tiene una influencia significativa en la forma, posición y fuerza de este pico en relación con la banda D. Por lo tanto, un pico nítido en 2D demostró que el grafeno se sintetizó con éxito46.

La figura 2 muestra los espectros FTIR del acero revestido con Ni-SA y Ni-G-SA. El espectro demuestra que el grafeno modifica el recubrimiento de ácido esteárico-níquel producido. La aparición de un pico a 1543 cm−1 en el recubrimiento de Ni-G-SA es consistente con los dobles enlaces C=C en el anillo de grafeno aromático policíclico. Además, el estiramiento C - O es responsable de la banda a 1154 cm - 1. De lo contrario, aparecen bandas comparables para los recubrimientos Ni-SA y Ni-G-SA. Los picos a 3300 cm−1 corresponden a enlaces O–H que estiran las vibraciones del ácido esteárico, complementados por la banda C–OH a 1158 cm−1 debida a los grupos hidroxilo47. Los dos picos en 2927 cm−1 y 2857 cm−1 se asignan a la vibración de asimetría y simetría –CH2–48. El pico de 1745 cm−1 se atribuye al tramo C=O. El pico a 1653 cm−1 corresponde a las vibraciones de flexión de los enlaces O–H. Los dos picos en 1457 y 1391 cm−1 corresponden a la vibración de flexión de C–H49. A 1083 cm−1 aparece la banda C–O–C característica del epoxi50. El pico a 716 cm−1 corresponde a Ni(OH)233.

Espectros FTIR de acero revestido por (a) revestimiento Ni-SA y (b) revestimiento Ni-G-SA.

La morfología de la superficie es un factor importante a considerar al estudiar recubrimientos superhidrofóbicos. La figura 3a muestra una micrografía SEM de acero injertado con un recubrimiento de Ni-SA, lo que demuestra que el níquel depositado posee partículas circulares de tamaño nanométrico. Algunas de las partículas de tamaño nanométrico se agregan para formar partículas más grandes. la Figura 3b representa una micrografía de acero injertado por recubrimiento de Ni-G-SA; la figura ilustra que el recubrimiento de níquel depositado tiene partículas de tamaño nanométrico similares a circulares que son más pequeñas que el recubrimiento de Ni-SA. Obviamente, el grafeno podría servir como sitio de nucleación para mejorar la tasa de nucleación, por lo que el recubrimiento de Ni-G-SA tiene partículas de tamaño nanométrico más pequeñas51,52. Entonces, el Ni-G-SA tiene una mayor rugosidad superficial y, por lo tanto, una mayor superhidrofobicidad. Las escamas transparentes de las láminas de grafeno se pueden ver fácilmente. Para determinar el comportamiento de humectabilidad de los recubrimientos superhidrofóbicos preparados, se midieron los CA y los ángulos de deslizamiento, SA. Los valores de CA para los recubrimientos Ni-SA y Ni-G-SA son 155,7° y 161,4°, mientras que los valores de SA para ambos recubrimientos son 4,0° y 1,0°, respectivamente. Estos resultados indican que; la presencia de grafeno aumenta la rugosidad y la superhidrofobicidad. Las estructuras nano-micro pueden almacenar aire que puede impedir efectivamente que el agua entre en contacto con la superficie53.

Micrografías SEM de acero revestido por (a) revestimiento de Ni-SA y (b) revestimiento de Ni-G-SA. Las fotografías ópticas del acero revestido se insertan como recuadro.

La composición y orientación de los cristales del acero revestido con recubrimientos superhidrofóbicos de Ni-SA y Ni-G-SA se determinaron mediante la técnica XRD. La Figura 4 muestra los patrones XRD de estos recubrimientos. Para el recubrimiento de Ni-SA, hay tres picos de difracción en valores de 2θ de 44,6°, 64,7° y 82,4°, correspondientes a caras cúbicas centradas, fcc, de NiO (tarjeta JCPDS n.° 47–1049). El (200) tiene la mayor intensidad de los tres picos, lo que indica que es la orientación preferida del cristal, con mayor periodicidad que las otras orientaciones54. Para el recubrimiento de Ni-G-SA, hay dos picos de difracción; el pico a 2θ valores de 21,6° corresponde al grafeno, mientras que a 44,5 corresponde a Ni55. El pico de grafeno es amplio, lo que demuestra que el grafeno tiene un tamaño de partícula pequeño. Los picos de NiO están ausentes en presencia de grafeno.

Patrones XRD de acero revestido por (a) revestimiento Ni-SA y (b) revestimiento Ni-G-SA.

La Figura 5a, b muestra las relaciones entre las CA y las SA de las gotas de agua en las superficies superhidrofóbicas preparadas y el pH. Los resultados indican que los recubrimientos de Ni-SA son superhidrofóbicos en el rango de pH de 3 a 11, mientras que los recubrimientos de Ni-G-SA son superhidrofóbicos en el rango de pH de 1 a 13, donde las CA son con frecuencia mayores a 150° y la Las SA son inferiores a 10°. Como resultado, el dopaje de níquel con grafeno mejora la estabilidad química del recubrimiento superhidrofóbico tanto en condiciones básicas como ácidas.

Variación de las gotas de agua PH y su CAS y SAS en el acero recubierto por (a) recubrimiento Ni-SA y (b) recubrimiento Ni-G-SA.

La Tabla 2 resume los resultados de trabajos de literatura recientes sobre la estabilidad química de las superficies superhidrofóbicas en el sustrato de acero y su comparación con la del recubrimiento superhidrofóbico preparado en este estudio. As seen in the table, the prepared superhydrophobic coated steel has chemical stability superior to several previously recorded values.

En aplicaciones industriales, la abrasión mecánica deficiente de los recubrimientos superhidrofóbicos fabricados se considera un problema importante. La mejora de la resistencia a la abrasión de los recubrimientos superhidrofóbicos se ha identificado como un aspecto crítico para sus aplicaciones industriales56. Algunas superficies superhidrofóbicas son incluso frágiles al contacto con los dedos57. Las Figuras 6a,b muestran las relaciones entre los ángulos de contacto y de deslizamiento de las gotas de agua sobre recubrimientos superhidrofóbicos preparados en función de la longitud de abrasión.

Variación de CA y SA con la longitud de abrasión para acero revestido por (a) revestimiento Ni-SA y (b) revestimiento Ni-G-SA.

Los gráficos demuestran que las CA disminuyeron y las SA aumentaron a medida que aumentaba la longitud de abrasión. El recubrimiento Ni-SA superhidrofóbico preparado mantiene su superhidrofobicidad hasta una longitud de abrasión de 150 mm. Mientras que el recubrimiento Ni-G-SA superhidrofóbico preparado mantiene su superhidrofobicidad hasta una longitud de abrasión de 300 mm. Estos resultados revelaron que dopar el recubrimiento superhidrofóbico Ni-SA preparado con grafeno que produce Ni-G-SA mejora significativamente la estabilidad mecánica. La mayor resistencia mecánica del acero recubierto con Ni-G-SA está relacionada con los excelentes comportamientos tribológicos del grafeno58,59,60,61. La figura 7 muestra las micrografías SEM del acero revestido con revestimientos de Ni-SA y Ni-G-SA después de la prueba de abrasión. La figura muestra que las partículas circulares de tamaño nanométrico se destruyeron para los recubrimientos preparados. Dado que la baja energía superficial y la rugosidad de la superficie son dos requisitos críticos para la fabricación de revestimientos superhidrofóbicos, la destrucción de la rugosidad de las partículas circulares de tamaño nanométrico hace que los revestimientos fabricados pierdan sus propiedades superhidrofóbicas.

Imágenes SEM de acero recubierto por (a) recubrimiento Ni-SA y (b) recubrimiento Ni-G-SA después de la prueba de abrasión.

La Tabla 3 resume los hallazgos de investigaciones recientes sobre la resistencia mecánica a la abrasión de superficies superhidrofóbicas sobre sustratos de acero y su comparación con el recubrimiento superhidrofóbico producido en este trabajo. El revestimiento superhidrofóbico preparado es importante a escala industrial por su buena resistencia a la abrasión, la facilidad del procedimiento de producción, así como la disponibilidad y el bajo coste de los componentes elegidos.

Las curvas de polarización potenciodinámica del acero desnudo y el acero recubierto superhidrofóbico por Ni-SA y Ni-G-SA en una solución acuosa de NaCl 0,5 M se representan en la Fig. 8. Las curvas de polarización catódica se caracterizan por corrientes de difusión limitantes, que se atribuyen a oxygen reduction reaction, Eq. (1).

Por lo tanto, el proceso catódico está controlado por la difusión de oxígeno gaseoso desde la masa hasta la superficie del electrodo. La Tabla 4 muestra los parámetros de polarización potenciodinámica del acero desnudo y el acero revestido superhidrofóbico, incluida la densidad de corriente de corrosión, la icorr., el potencial de corrosión, la Ecorr. y la eficiencia de protección, % P. Se utilizó la ecuación (2) para determinar la eficiencia de protección62.

donde, io. y i son la densidad de corriente de corrosión para acero desnudo y acero revestido superhidrofóbico. La icorr. El valor para el acero revestido con Ni-SA es menor que el del acero desnudo, lo que puede estar relacionado con el comportamiento superhidrofóbico del acero revestido. El aire atrapado alrededor de las microestructuras del recubrimiento superhidrofóbico puede reducir el área de contacto entre el acero y la solución, lo que resulta en una mayor reducción de la icorr63. La presencia de grafeno mejora la superhidrofobicidad del recubrimiento Ni-G-SA preparado, lo que resulta en una mayor disminución del área de contacto del acero y el medio. Por lo tanto, la eficiencia de protección del acero revestido con Ni-G-SA es mayor que la de Ni-SA.

Los diagramas de Nyquist y Bode de acero desnudo y acero revestido superhidrofóbico en solución de NaCl 0,5 M se muestran en la Fig. 9a–c. Los diagramas de Nyquist, Fig. 9a, muestran un semicírculo capacitivo deprimido, seguido de una cola de difusión a baja frecuencia. El semicírculo capacitivo deprimido de los diagramas de Nyquist a altas frecuencias se atribuye a la reacción de transferencia de carga interfacial64. La cola de difusión a baja frecuencia se atribuye al proceso de difusión. El acero revestido por Ni-G-SA muestra el semicírculo capacitivo más alto. El acero con recubrimiento superhidrofóbico bloquea los sitios de corrosión activos y limita la difusión de las especies corrosivas, como Cl- y H2O, en la superficie del metal de acero.

Diagramas de Nyquist y Bode de acero desnudo y acero revestido superhidrofóbico en solución de NaCl 0,5 M.

Según la Fig. 9B, las gráficas de Bode para el acero recubierto por Ni-G-SA en una solución de NaCl 0.5 M muestran las mayores magnitudes de impedancia a baja frecuencia, mientras que el acero desnudo tiene el valor más bajo. Esto se atribuye a la acción protectora de las capas superhidrofóbicas preparadas en el sustrato de acero. La gráfica de ángulo de fase, Fig. 9c, muestra dos veces constantes a frecuencias bajas y moderadas para el acero desnudo y la superficie de acero recubierto. La constante de tiempo que aparece en el rango de baja frecuencia se debió al recubrimiento superhidrofóbico protector o a los productos de corrosión en acero desnudo. La constante de tiempo que aparece a la frecuencia moderada o alta se atribuyó a la doble capa eléctrica65,66,67.

El circuito equivalente que se muestra en la Fig. 10 se usó para ajustar los datos experimentales de EIS y los parámetros de impedancia se estimaron mediante el software Zsimpwin. El circuito equivalente incluye; resistencia de solución, Rs, resistencia de transferencia de carga, Rct, elemento de fase constante de doble capa, CPEdl y elemento de Warburg. W. La Tabla 5 muestra los parámetros EIS del acero desnudo y del acero con revestimiento superhidrofóbico. La eficiencia de protección se determinó utilizando la ecuación. (3)62:

Rcto y Rct son la resistencia de transferencia de carga para el acero desnudo y el acero revestido superhidrofóbico. La Tabla 5 muestra los parámetros de impedancia obtenidos. Obviamente, Rct y %P aumentan en el siguiente orden, acero desnudo < acero + Ni-SA < acero + Ni-G-SA, aumentando así la resistencia a la corrosión en el mismo orden.

La Tabla 6 resume los resultados de estudios recientes de la literatura sobre la resistencia a la corrosión del revestimiento superhidrofóbico en el sustrato de acero y los compara con la resistencia a la corrosión del revestimiento superhidrofóbico producido en esta investigación. Los datos de la tabla muestran que el recubrimiento superhidrofóbico preparado tiene buena resistencia a la corrosión, por lo que tiene una importancia significativa en el sector industrial.

La mayor resistencia a la corrosión y la estabilidad química y mecánica de la capa de Ni-G-SA se deben a su mayor superhidrofobicidad, el mecanismo de fortalecimiento cristalino refinado debido al pequeño tamaño de grano de las nanoestructuras del recubrimiento de Ni-G-SA, la inclusión de grafeno en una matriz de Ni puede prevenir eficazmente el deslizamiento de dislocaciones en la matriz de Ni, la alta estabilidad química y mecánica, la inercia química, la impermeabilidad y la hidrofobicidad del grafeno34,52,68,69,70,71,72,73,74. Además, se establece que el grafeno ayuda a prevenir la oxidación del metal a expensas de su propia oxidación.

Las moléculas de agua se pueden adsorber libremente en la superficie de acero desnudo. Los iones de cloruro también pueden adsorberse en la superficie del acero y formar [FeClOH]−, lo que provoca una corrosión severa del acero sin recubrimiento. Como resultado, el agua y los iones Cl− pueden entrar fácilmente en contacto con la superficie del metal y comenzar el proceso de corrosión75.

El acero revestido con películas superhidrofóbicas, por otro lado, tiene una nanoestructura que está cubierta por material hidrofóbico adsorbido. El aire puede quedar atrapado fácilmente en los valles entre los picos de la superficie rugosa. Como resultado de la influencia obstructiva del aire atrapado, las especies de iones agresivos como el Cl- en el electrolito o el ambiente corrosivo difícilmente pueden atacar la superficie subyacente18,75,76. El aire atrapado en la superficie superhidrofóbica realmente funciona como una barrera de pasivación entre el sustrato y el ambiente corrosivo. Además, debido a que el punto isoeléctrico de los materiales superhidrofóbicos en soluciones neutras estaba a un pH de 2 a 4, se determinó que la superficie superhidrofóbica de las soluciones neutras estaba cargada negativamente. La carga negativa de una superficie superhidrofóbica resultó en una disminución de la concentración de anión Cl− en la vecindad de una superficie sólida, lo que incrementó la resistencia a la corrosión18. Se informa que el grafeno tiene un valor de potencial zeta negativo debido a la presencia de grupos funcionales electronegativos formados en la red de grafito77,78,79. Por lo tanto, la mayor resistencia a la corrosión del acero revestido con el revestimiento superhidrofóbico Ni-G-SA se debe a su mayor carga superficial negativa, por lo que tiene una menor concentración de anión Cl- en las proximidades de una superficie sólida que el acero revestido con Recubrimiento Ni-SA.

Se preparó grafeno de alta calidad a partir de un recurso de biomasa respetuoso con el medio ambiente, la paja de arroz.

Se fabricaron recubrimientos superhidrofóbicos de Ni-SA y Ni-G-SA sobre el sustrato de acero.

El recubrimiento de Ni-G-SA superhidrofóbico preparado tiene un ángulo de contacto con agua de 161.4O, mientras que el recubrimiento NI-SA tiene un ángulo de contacto con agua de 155.7 °. La presencia de grafeno mejora la rugosidad de la capa preparada y, por lo tanto, produce una mayor superhidrofobicidad.

La prueba de estabilidad química indica que el recubrimiento de Ni-SA retiene la superhidrofobicidad en el rango de pH de 3 a 11, mientras que el recubrimiento de Ni-G-SA retiene la superhidrofobicidad en el rango de pH de 1 a 13.

La prueba de abrasión mecánica mostró que el recubrimiento de Ni-SA superhidrofóbico preparado exhibe superhidrofobicidad hasta una longitud de abrasión de 150 mm; sin embargo, el recubrimiento de Ni-G-SA exhibe superhidrofobicidad hasta una longitud de abrasión de 300 mm.

La presencia de grafeno en el recubrimiento superhidrofóbico preparado mejora su estabilidad química y mecánica.

Los resultados de la polarización potenciodinámica muestran que los valores de densidad de corriente de corrosión para el acero desnudo, el acero revestido con Ni-SA y Ni-G-SA en una solución de NaCl 0,5 M equivalen a 0,057 mA/cm2, 0,0056 mA/cm2 y 0,0029 mA/cm2. respectivamente. El revestimiento de acero con un revestimiento superhidrofóbico reduce en gran medida la densidad de corriente de corrosión, por lo que la tasa de corrosión disminuye en gran medida. Por lo tanto, el dopaje del recubrimiento superhidrofóbico Ni-SA con grafeno mejora en gran medida el comportamiento de resistencia a la corrosión. Los resultados de la espectroscopia de impedancia electroquímica confirman los resultados de la polarización potenciodinámica.

Los conjuntos de datos utilizados y/o analizados durante el estudio actual están disponibles del autor correspondiente a pedido razonable.

Nasser, J., Lin, J., Zhang, L. & Sodano, HA Impresión de grafeno inducida por láser de superficies superhidrofóbicas/hidrofílicas controladas espacialmente. Carbón NY 162, 570–578 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Thasma Subramanian, B., Alla, JP, Essomba, JS & Nishter, NF Recubrimientos por aspersión superhidrofóbicos no fluorados para aplicaciones de separación de agua y aceite: un enfoque ecológico. J. Limpio. Pinchar. 256, 120693 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Mohamed, ME & Abd-El-Nabey, BA Fabricación de tejido de algodón superhidrofóbico/oleofílico duradero para una separación de aceite/agua altamente eficiente. ciencia del agua Tecnología 83, 90–99 (2021).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Hou, W. et al. Rendimiento antihielo de la superficie superhidrofóbica con estructuras de matriz microcúbica fabricadas mediante grabado con plasma. Surf de coloides. Una Fisicoquímica. Ing. Áspid. 586, 124180 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Liu, P. et al. Comportamiento superhidrofóbico y autolimpiante del cemento Portland con microestructura similar a una hoja de loto. J. Limpio. Pinchar. 156, 775–785 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Mohamed, ME & Abd-El-Nabey, BA Método sencillo y ecológico para la fabricación de superficies superhidrofóbicas sobre metal de cobre. ECS J. Estado Sólido Sci. Tecnología 9, 061006 (2020).

Artículo ADS CAS Google Académico

Li, Z., Marlena, J., Pranantyo, D., Nguyen, BL y Yap, CH Una superficie superhidrofóbica porosa con control de plastrón de aire activo para la reducción de la resistencia y la resistencia al empalamiento de fluidos. J.Mater. química A 7, 16387–16396 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Ding, YR et al. Fabrication of superhydrophobic conductive film at air/water interface for flexible and wearable sensors. química Ing. J. 404, 126489 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Liang, Z., Zhou, Z., Zhao, L., Dong, B. y Wang, S. Fabricación de recubrimientos superhidrofóbicos transparentes, duraderos y autolimpiantes para células solares. Nueva J. Chem. 44, 14481–14489 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Liu, J. et al. Películas activas elásticas superhidrofóbicas y fotocatalíticas utilizadas como apósito repelente de sangre. Adv. Mate. 32, 1908008 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Wang, N., Xu, S., Qu, L., Li, X. & Wang, Q. Estructuras dendríticas jerárquicas micro-nano para la manipulación de curvas de gotas: Implicaciones para dispositivos microfluídicos. Aplicación ACS. Nano Materia. 3, 6524–6530 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Qin, L., Hafezi, M., Yang, H., Dong, G. y Zhang, Y. Construcción de una superficie de doble función mediante microfundición y nanopulverización para una reducción eficiente de la resistencia y posibles capacidades antiincrustantes. Micromáquinas 10, 490 (2019).

Artículo PubMed Central Google Académico

Wang, J. et al. Robusta malla superhidrofóbica recubierta por nanoclusters PANI/TiO2 para separación de aceite/agua con alto flujo, autolimpieza, fotodegradación y anticorrosión. Sep. Purif. Tecnología 235, 116166 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Bayer, IS Recubrimientos superhidrofóbicos de materiales y procesos ecológicos: una revisión. Adv. Mate. Interfaces 7, 1–25 (2020).

Artículo ADS CAS Google Académico

Morrissette, JM et al. Una metodología para producir recubrimientos superhidrofóbicos ecológicos producidos a partir de materiales de relleno a base de plantas procesados totalmente con agua. química verde. 20, 5169–5178 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Su, C., Zhao, H., Yang, H. & Chen, R. Esponja compuesta de quitosano/almidón modificado con ácido esteárico con humectabilidad asimétrica y en gradiente para apósitos para heridas. Aplicación ACS. Materia Bio. 2, 171–181 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Davis, A., Surdo, S., Caputo, G., Bayer, IS y Athanassiou, A. Producción ambientalmente benigna de monolitos de silicona superhidrofóbicos estirables y robustos. Aplicación ACS. Mate. Interfaces 10, 2907–2917 (2018).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Ou, J. & Chen, X. Resistencia a la corrosión del recubrimiento nanocompuesto de ácido fítico/Ce (III) con superhidrofobicidad en magnesio. J. Aleaciones Compd. 787, 145–151 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Qu, M. et al. Fabricación de superficies superhidrofóbicas en materiales de ingeniería mediante un proceso de inmersión en solución. Adv. Función Mate. 17, 593–596 (2007).

Artículo CAS Google Académico

Nuraje, N., Khan, WS, Lei, Y., Ceylan, M. y Asmatulu, R. Superhydrophobic electrospun nanofibers. J.Mater. química 1, 1929–1946 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, C., Zhang, S., Gao, P., Ma, H. y Wei, Q. Películas híbridas superhidrofóbicas preparadas a partir de nanopartículas de sílice y líquidos iónicos mediante el autoensamblaje capa por capa. Películas sólidas delgadas 570, 27–32 (2014).

Artículo ADS CAS Google Académico

Mosayebi, E., Azizian, S. & Noei, N. Preparación de arena superhidrofóbica robusta mediante deposición química de vapor de polidimetilsiloxano para la separación de aceite/agua. macromol. Mate. Ing. 305, 2000425 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Saji, VS Superficies y recubrimientos superhidrofóbicos por oxidación anódica electroquímica y oxidación electrolítica por plasma. Adv. Ciencia de la interfaz coloidal. 283, 102245 (2020).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Seyfi, J. et al. Superficies antibacterianas de cloruro de polivinilo superhidrofóbico a través del proceso mejorado de separación de fases que utiliza nanopartículas de fosfato de plata. Surf de coloides. B Biointerfaces 183, 110438 (2019).

Artículo PubMed CAS Google Académico

Yin, Z. et al. Preparación de aserrín magnético superhidrofóbico para una separación eficaz de aceite/agua. J. Limpio. Pinchar. 253, 120058 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Rezayi, T. & Entezari, MH Obtención de un vidrio superhidrofóbico con alta transparencia mediante un método simple de recubrimiento por inmersión de sol-gel. Navegar. Abrigo. Tecnología 276, 557–564 (2015).

Artículo CAS Google Académico

Olasunkanmi, LO & Ebenso, EE Estudios experimentales y computacionales sobre derivados de propanona de quinoxalin-6-il-4,5-dihidropirazol como inhibidores de la corrosión del acero dulce en ácido clorhídrico. J. Interfaz coloidal Sci. 561, 104–116 (2020).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Zuo, X. et al. Investigación del extracto de hojas de Lilium brownii como un inhibidor verde y encomiable para la corrosión del acero X70 en ácido clorhídrico. J. Mol. Liq. 321, 114914 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Ijaola, AO, Farayibi, PK y Asmatulu, E. Recubrimientos superhidrofóbicos para la protección de tuberías de acero en las industrias de petróleo y gas: una revisión exhaustiva. J.Nat. ciencia del gas Ing. 83, 103544 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Foorginezhad, S. et al. Avances recientes en la detección y evaluación de la corrosión en tuberías de aguas residuales. Proceso seguro. Reinar. prot. 147, 192–213 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Ye, Y., Chen, H., Zou, Y., Ye, Y. y Zhao, H. Mecanismo protector de corrosión del recubrimiento de autocuración de autocuración basado en grafenos inteligente en acero al carbono. Corro. ciencia 174, 108825 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Hsissou, R. et al. Desarrollo y rendimiento potencial del prepolímero en la inhibición de la corrosión para acero al carbono en HCl 1,0 M: Perspectivas de investigaciones experimentales y computacionales. J. Interfaz coloidal Sci. 574, 43–60 (2020).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Jena, G., Thinaharan, C., George, RP y Philip, J. Robusto recubrimiento superhidrofóbico de óxido de grafeno y ácido mirístico reducido en níquel sobre acero al carbono mediante codeposición electroquímica y su resistencia a la corrosión. Navegar. Abrigo. Tecnología 397, 125942 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Ding, S. et al. Fabricación de una película híbrida de níquel/grafeno superhidrofóbica autolimpiada con resistencia a la corrosión mejorada en el acero dulce. Mate. Des. 117, 280–288 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Zhang, C. et al. Construcción de superficies superhidrofóbicas mecanoquímicas duraderas y autorreparables. ACS Omega 5, 986–994 (2020).

Artículo CAS PubMed PubMed Central Google Scholar

Wang, N., Wang, Q., Xu, S., Qu, L. y Shi, Z. Superficies de madera superhidrofóbicas robustas con durabilidad mecánica. Surf de coloides. Una Fisicoquímica. Ing. Áspid. 608, 125624 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Montemor, MF Recubrimientos funcionales e inteligentes para la protección contra la corrosión: una revisión de los avances recientes. Navegar. Abrigo. Tecnología 258, 17–37 (2014).

Artículo CAS Google Académico

Chen-Yang, YW, Yang, HC, Li, GJ & Li, YK Propiedades térmicas y anticorrosivas de los nanocompuestos de poliuretano/arcilla. J. Polym. Res. 11, 275–283 (2005).

Artículo Google Académico

Mohammad Shafri Ismail, NY et al. Síntesis y caracterización del grafeno derivado de las cáscaras de arroz. Malasia J. Fundam. aplicación ciencia 14, 516–521 (2019).

Artículo Google Académico

Uda, MNA et al. Producción y caracterización de grafeno a partir de paja carbonosa de arroz mediante extracción coste-efecto. 3 Biotecnología 11, 1–11 (2021).

Artículo Google Académico

Singh, P., Bahadur, J. & Pal, K. Proceso de síntesis química en un solo paso de grafeno a partir de cáscara de arroz para aplicaciones de almacenamiento de energía. Graphene 06, 61–71 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Si, Y. & Guo, Z. Papel reciclado superhidrofóbico funcionalizado ecológico con retardante de llama mejorado. J. Interfaz coloidal Sci. 477, 74–82 (2016).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Yang, Z., Liu, X. y Tian, Y. Ablación con láser híbrido y modificación química para la fabricación rápida de superficies súper hidrofóbicas bioinspiradas con excelente autolimpieza, estabilidad y resistencia a la corrosión. J. Bionic Ing. 16, 13–26 (2019).

Artículo Google Académico

Kakati, BK, Ghosh, A. & Verma, A. Placa bipolar compuesta eficiente reforzada con fibra de carbono y grafeno para celda de combustible de membrana de intercambio de protones. En t. J. Hydrogen Energy 38, 9362–9369 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Stoot, AC, Camilli, L., Spiegelhauer, SA, Yu, F. y Bøggild, P. Grafeno multicapa para la protección contra la corrosión a largo plazo de placas bipolares de acero inoxidable para celdas de combustible de membrana de electrolito polimérico. J. Fuentes de alimentación 293, 846–851 (2015).

Artículo ADS CAS Google Académico

Chen, S. et al. Resistencia a la oxidación de aleaciones de Cu y Cu/Ni recubiertas de grafeno. ACS Nano 5, 1321–1327 (2011).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Abd-El-Nabey, BA, Ashour, M., Aly, A. & Mohamed, M. Fabricación de películas de níquel superhidrofóbicas robustas sobre superficies de acero con alta resistencia a la corrosión, estabilidad mecánica y química. J. Ing. Mate. Tecnología 144, 021007 (2022).

Artículo Google Académico

Mohamed, ME, Mahgoub, FM, Ragheb, DM y Abdel-Gaber, AM Método novedoso y fácil para la fabricación de películas superhidrofóbicas robustas en la superficie del cobre y su rendimiento químico, mecánico y de corrosión. Navegar. Ing. https://doi.org/10.1080/02670844.2021.1951502 (2021).

Artículo Google Académico

Zhu, J. et al. Fabricación simple y ecológica de una superficie superhidrofóbica mediante inmersión en un solo paso para la separación continua de agua y aceite. J. física. química A 120, 5617–5623 (2016).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Valencia, C. et al. Síntesis y aplicación de andamios de óxido de grafeno-quitosano por el método de liofilización para la regeneración de tejidos. Moléculas 23, 2651 (2018).

Artículo PubMed Central CAS Google Académico

Chen, J. et al. Preparación de recubrimiento compuesto hidrofóbico de Ni/grafeno con estructura micro-nano binaria por modificación con poli-dopamina. Navegar. Abrigo. Tecnología 353, 1–7 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Ren, Z. et al. Propiedades mecánicas de compuestos de níquel-grafeno sintetizados por deposición electroquímica. Nanotecnología 26, 065706 (2015).

Artículo ADS CAS PubMed Google Scholar

Chen, Z., Li, F., Hao, L., Chen, A. y Kong, Y. Proceso de electrodeposición de un solo paso para fabricar una superficie superhidrofóbica catódica. aplicación Navegar. ciencia 258, 1395–1398 (2011).

Artículo ADS CAS Google Académico

Zhou, J. & Wang, H. Los significados físicos de 5 parámetros básicos para un pico de difracción de rayos X y su aplicación. Mentón. J. Geoquímica. 22, 38–44 (2003).

Artículo CAS Google Académico

Mammadyarova, SJ et al. Síntesis y caracterización de nanocadenas de Ni/NiO. Mate. química física Rev. 259, 124,171 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Nguyen-Tri, P. et al. Progreso reciente en la preparación, propiedades y aplicaciones de recubrimientos y superficies superhidrofóbicos basados en nanotecnología: una revisión. prog. org. Abrigo. 132, 235–256 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Zhao, Y., Xiao, X., Ye, Z., Ji, Q. y Xie, W. Fabricación de una superficie superhidrofóbica de revestimiento de cobre duradera con resistencia a la corrosión mejorada y propiedades de separación de agua y aceite. aplicación física Un Mate. ciencia Proceso. 124, 1–10 (2018).

Artículo ADS CAS Google Académico

Liu, S., Ou, J., Li, Z., Yang, S. y Wang, J. Ensamblaje de capa por capa y propiedad tribológica de películas ultrafinas multicapa construidas por láminas de grafeno modificadas y polietilenimina. aplicación Navegar. ciencia 258, 2231–2236 (2012).

Artículo ADS CAS Google Académico

Ou, J. et al. Estudio de tribología de láminas reducidas de óxido de grafeno en sustrato de silicio sintetizado a través del ensamblaje covalente. Langmuir 26, 15830–15836 (2010).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Ou, J. et al. Autoensamblaje de octadeciltriclorosilano sobre óxido de grafeno y las actuaciones tribológicas de la película resultante. J. física. química C 115, 10080–10086 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Ou, J. et al. Fabricación e investigación tribológica de una nueva película multicapa de óxido de polidopamina/grafeno hidrofóbico. Tribol. Letón. 48, 407–415 (2012).

Artículo CAS Google Académico

Fetouh, HA, Abd-El-Nabey, B., Goher, YM y Karam, MS Una investigación electroquímica de las propiedades anticorrosivas de las nanopartículas de plata para la corrosión ácida del aluminio. J. Electroquímica. 24, 89–100 (2018).

CAS Google Académico

Ou, J. et al. Comportamiento de corrosión de superficies superhidrofóbicas de aleaciones de Ti en soluciones de NaCl. aplicación Navegar. ciencia 258, 4724–4728 (2012).

Artículo ADS CAS Google Académico

GhiamatiYazdi, E., Ghahfarokhi, ZS & Bagherzadeh, M. Protección de la corrosión del acero al carbono en medio NaCl al 3,5 % mediante recubrimientos de grafeno injertados con arildiazonio. Nueva J. Chem. 41, 12470–12480 (2017).

Artículo CAS Google Académico

Nady, H., El-Rabiei, MM y Samy, M. Comportamiento de corrosión y propiedades electroquímicas del acero al carbono, titanio comercial puro, cobre y aleación de cobre, aluminio y níquel en cloruro de sodio al 3,5 % que contiene iones de sulfuro. Egipto. J. Mascota. 26, 79–94 (2017).

Artículo Google Académico

Mahdavian, M. y Naderi, R. Inhibición de corrosión de acero dulce en solución de cloruro de sodio por algunos complejos de zinc. Corro. ciencia 53, 1194–1200 (2011).

Artículo CAS Google Académico

Berrani, A. et al. Electroquímica analítica y bioanalítica. Anal. Bioanal. electroquímica 10, 1299–1316 (2018).

CAS Google Académico

Algul, H. et al. El efecto del contenido de grafeno y la velocidad deslizante en el mecanismo de desgaste de los nanocompuestos de níquel-grapreno. aplicación Navegar. ciencia 359, 340–348 (2015).

Artículo ADS CAS Google Académico

Yasin, G. et al. Síntesis de nanocompuesto de Ni/grafeno similar a esferas como un recubrimiento anticorrosivo eficiente; Efecto del contenido de grafeno en su morfología y propiedades mecánicas. J. Aleaciones Compd. 755, 79–88 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Zhu, H. et al. Fabricación y caracterización de recubrimientos de óxido de grafeno/silano autoensamblados para resistencia a la corrosión. Navegar. Abrigo. Tecnología 304, 76–84 (2016).

Artículo CAS Google Académico

Shang, W. et al. Estudie sobre la relación entre la dispersión de grafeno y la resistencia a la corrosión de la película compuesta de grafeno. aplicación Navegar. ciencia 511, 145518 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Zhong, F. et al. Híbridos de grafeno de grafeno autoensamblado para mejorar la resistencia a la corrosión del recubrimiento epoxi transmitido por el agua. aplicación Navegar. ciencia 488, 801–812 (2019).

Artículo ADS CAS Google Académico

Chu, JH et al. Recubrimientos a base de grafeno bioinspirados en superficies de aleación MG y sus integraciones de actuaciones anticorrosivas/portátiles. Carbón NY 141, 154–168 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Singh, BP et al. La producción de un recubrimiento compuesto reforzado con grafeno resistente a la corrosión sobre cobre por deposición electroforética. Carbón NY 61, 47–56 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Rasitha, TP, Vanithakumari, SC, George, RP y Philip, J. Método de electrodeposición de un solo paso sin plantilla para la fabricación de un recubrimiento superhidrofóbico robusto en acero ferrítico con capacidad de autolimpieza y resistencia superior a la corrosión. Langmuir 35, 12665–12679 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Académico

BaratiDarband, G., Aliofkhazraei, M., Khorsand, S., Sokhanvar, S. & Kaboli, A. Ciencia e ingeniería de superficies superhidrofóbicas: Revisión de la resistencia a la corrosión, estabilidad química y mecánica. Árabe. J. Chem. 13, 1763–1802 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Krishnamoorthy, K., Veerapandian, M., Yun, K. & Kim, SJ El análisis químico y estructural del óxido de grafeno con diferentes grados de oxidación. Carbón NY 53, 38–49 (2013).

Artículo CAS Google Académico

Smith, RJ, Lotya, M. & Coleman, JN La importancia de las barreras de potencial repulsivo para la dispersión de grafeno usando surfactantes. Nuevo J. Phys. 12, 125008 (2010).

Artículo ADS CAS Google Académico

Baskoro, F. et al. Interacción de óxido de grafeno: espaciado entre capas y cambios de potencial zeta en respuesta a varias soluciones de sal. J. miembro ciencia 554, 253–263 (2018).

Artículo CAS Google Académico

Hu, C., Xie, X. & Ren, K. Un método fácil para preparar un recubrimiento compuesto de ácido esteárico-TiO2/zinc con robustez múltiple, propiedad de autolimpieza y resistencia a la corrosión. J. Aleaciones Compd. 882, 160636 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Wang, Z. et al. Recubrimientos superhidrofóbicos de níquel fabricados por electrodeposición de escaneo en acero inoxidable formado por fusión láser selectiva. Navegar. Abrigo. Tecnología 377, 124886 (2019).

Artículo CAS Google Académico

Li, H. y Yu, S. Una superficie superhidrofóbica robusta y orígenes de sus propiedades de autolimpieza. aplicación Navegar. ciencia 420, 336–345 (2017).

Artículo ADS CAS Google Académico

Chen, X., He, Y., Fan, Y., Yang, Q. y Li, H. Preparación de una superficie de lantano superhidrofóbico multifuncional sobre acero al carbono mediante un método electroquímico sencillo. aplicación física Un Mate. ciencia Proceso. 122, 1–10 (2016).

Artículo ADS CAS Google Académico

Zhang, B. et al. Robusta superficie de hidróxido de magnesio superhidrofóbico similar a una red mediante electrodeposición catódica con goma de xantano. Navegar. Interfaces 29, 101712 (2022).

Artículo CAS Google Académico

Li, H., Peng, Y., Yu, S. y Yin, X. Tanto los pilares delgados como las estructuras jerárquicas logran la superhidrofobicidad y la comparación de sus propiedades. aplicación Navegar. ciencia 505, 144524 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Heidari, G. y Hosseini, SI Fabricación electroquímica de recubrimiento superhidrofóbico y superoleofílico: aplicaciones en superficies resistentes a la corrosión y limpieza de aceite. Toro. Mate. ciencia 44, 1–9 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Xiang, Y. et al. Fabricación de un sólido compuesto de TiO2 a base de Ni@TTOS Superhidrofóbico para resistencia al desgaste y anticorrosión. Surf de coloides. Una Fisicoquímica. Ing. Áspid. 629, 127394 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Dong, S. et al. Construcción y resistencia a la corrosión de recubrimientos compuestos superhidrofóbicos Ni-B4C en acero Q235. Navegar. Abrigo. Tecnología 422, 127551 (2021).

Artículo CAS Google Académico

Li, H., Li, Y., Zhao, G., Zhang, B. y Zhu, G. Fabricación de recubrimientos de nanocompuestos superhidrofóbicos ni-co-bn mediante electrodeposición por chorro de dos pasos. actual Drogas Asistidas por Computador Des. 11, 1–13 (2021).

Google Académico

Zhang, Q. et al. Preparación y resistencia a la corrosión del recubrimiento superhidrofóbico de Ni-P-Al2O3 sobre acero de tubería en solución de suelo alcalino simulado. En t. J. Electroquímica. ciencia 16, 1–14 (2021).

Google Académico

Shi, B., Shen, X., Liang, G., Zhu, Y. y Xu, Q. El recubrimiento superhidrofóbico con resistencia a la corrosión de punto de rocío a baja temperatura en un sustrato de acero resistente al ácido preparado por el método de electrodeposición. Mate. Corro. https://doi.org/10.1002/maco.202112832 (2022).

Artículo Google Académico

Wang, CX y Zhang, XF Una superficie superhidrofóbica sin partículas y sin flúor y sin flúor, basada en la electrodeposición de un solo paso de dodeciltrimetoxisilano sobre acero dulce para la protección de corrosión. Corro. ciencia 163, 108284 (2020).

Artículo CAS Google Académico

Tian, G. et al. Rendimiento de alta protección contra la corrosión de un nuevo recubrimiento de Zn-Fe superhidrofóbico biomimético no fluorado con estructura multiplex Echinopsis. Aplicación ACS. Mate. Interfaces 11, 38205–38217 (2019).

Artículo CAS PubMed Google Académico

Zhao, W., Zhu, R., Jiang, J. y Wang, Z. Superhidrofóbica respetuosa con el medio ambiente basada en nanopartículas electroquinéticas AL2O3 @KH560 @SiO2 para la anticorrosión a largo plazo en el agua de mar. aplicación Navegar. ciencia 484, 307–316 (2019).

Artículo ADS CAS Google Académico

Ye, Y. et al. Diseño de un nuevo material silíceo modificado con trímero de anilina superhidrofóbico y su aplicación para la protección del acero. aplicación Navegar. ciencia 457, 752–763 (2018).

Artículo ADS CAS Google Académico

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Departamento de Química, Facultad de Ciencias, Universidad de Alejandría, Alejandría, Egipto

ME Mohamed, A. Ezzat y AM Abdel-Gaber

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Correspondencia a ME Mohamed.

Los autores declaran no tener conflictos de intereses.

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Mohamed, ME, Ezzat, A. y Abdel-Gaber, AM Fabricación de recubrimiento superhidrofóbico basado en grafeno ecológico en sustrato de acero y su resistencia a la corrosión, estabilidad química y mecánica. Informe científico 12, 10530 (2022). https://doi.org/10.1038/s41598-022-14353-0

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Recibido: 22 enero 2022

Aceptado: 06 junio 2022

Publicado: 22 junio 2022

DOI: https://doi.org/10.1038/s41598-022-14353-0

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