有机硅阳极储氯释氯防污涂层可行性探究
摘要:本研究基于导电涂层防污技术,提出“酰胺基储氯结构+碳管导电网络”协同机制,开发了可储氯释氯防污涂层,实现了防生物污损与生态安全的统一。以可在次氯酸溶液中将N—H键转化为N—Cl键的N–卤胺化合物为核心储氯单元,结合多壁碳纳米管(MWCNTs)构建导电网络,采用溶胶–凝胶法进行硅烷水解构筑复合涂层基底。突破传统涂层的单一作用模式,将MWCNTs导电涂层作为阳极,在外加电场下电解海水原位生成次氯酸根,与N–卤胺储氯体系形成协同防污机制。并通过电化学测试定量解析了海水环境中MWCNTs导电涂层的析氯电位,验证了该体系在低能耗条件下持续产氯的可行性。实验结果表明,涂层经2.5 V电解15 min将N—H键向N—Cl键转化完成储氯后,涂层有效氯储存量达79.8 mg/m2,对大肠杆菌和金黄色葡萄球菌的接触杀灭率均达100%,海水中浸泡5 h后依然有55%以上的细菌杀灭率。一次储氯可维持有效氯匀速缓释26 h,12 h内有效抑制生物膜的形成。通过扫描电子显微镜(SEM)证实,MWCNTs在涂料体系的导电通路的基本单元是由“团聚体–通道”所构成的,形成了完善的导电网络。X射线光电子能谱(XPS)与傅里叶变换红外光谱(FTIR)表征数据共同揭示了涂层中N—Cl键的稳定存在。
本文系作者@柳辛娜,耿永娟,刘治鋆,李绍纯,刘 昂,周 宇,周安杰,班新泽 授权中国涂料网发表,并经中国涂料网编辑,未经允许不得转载,如需转载请联系chinacoatingnet@vip.163.com