目前常用的防止金屬腐蝕的方法

    從金屬材料本身出發，改變其內在性質；

    涂、鍍金屬或非金屬保護層；

    改變環境介質；

    電化學保護。

    其中，涂層保護應用較廣泛，主要通過屏蔽作用、涂膜產生的電阻效應、顏料產生的鈍化緩蝕效應及部分陰極保護效應來達到相應的效果。

    目前常用的保護性涂層都存在一定的局限性

    硫醇化SAMs膜無法在某些金屬表面實現自組裝，并且無法承受100℃以上的溫度，而傳統使用的高分子基涂層一般較厚，不透明，會影響金屬基體的物理性質，隨著對金屬防腐蝕要求的提高，傳統上使用的有機涂層已無法滿足人們的需求了。

    石墨烯的發現

    2004年，英國科學家Novoselov和Geim使用一種特殊的膠帶從石墨中剝離并得到了一種僅由一層碳原子構成的薄片，即石墨烯。研究發現，石墨烯具有極好的導電性、耐熱性，化學惰性和透明性，打破了一般涂層的局限性，可以作為防腐材料，并且有可能成為目前最輕最薄的防腐蝕涂層。

    石墨烯常用的制備方法

    機械剝離法、石墨插層法、加熱SiC法、氧化石墨還原法及化學氣相沉積法（CVD）。

    機械剝離法生產效率較低，石墨插層發易改變石墨烯的化學物理性質，加熱SiC法易產生缺陷和多晶現象，氧化石墨還原法會損失一部分物理化學性能。相比較而言CVD法生產工藝完善，可制備大面積石墨烯，應用最為廣泛。

    石墨烯對金屬基體具有較好的防腐作用的研究證明

    Chen等人研究發現石墨烯可以抑制基體金屬銅的氧化；Dhiraj Prasai等人研究發現化學氣相沉積法（CVD）制備的單層及多層石墨烯薄膜可以作為防腐蝕涂層，對基體金屬鎳和銅具有優秀的保護作用，同時，該法制備的石墨烯可以通過機械轉移的方法轉移到其他基體表面且依舊保持良好的耐腐蝕能力；Vesna等人通過CVD法在銅表面制備石墨烯，證明其對銅的腐蝕具有明顯的阻礙作用，而將石墨烯機械轉移至鋁表面后，其表現出的電化學性能和氧化鋁十分相似，轉移后的石墨烯防腐蝕能力雖然有所降低，但仍然是有效的；Bimal等人使用了水陰極電泳沉積（EPD）的方法在銅表面涂覆了一層石墨烯增強的復合涂層，并證明涂覆有該復合涂層的銅片腐蝕速率比裸銅降低了一個數量級；Krishnamurthy等人研究發現石墨烯涂層對鎳金屬表面的微生物具有抑制作用，可以大大減緩微生物對鎳造成的腐蝕。但也有研究發現，石墨烯只在短期內具有有效的防腐作用。Feng Zhou等人研究發現，石墨烯在短期內對基體銅具有明顯的抗熱氧化和抗電化學氧化作用，但是在長期的實驗中，石墨烯反而加速了基體銅的在室溫空氣環境下的氧化腐蝕，這一點值得人們進行研究和探討。

擴展閱讀

     日前，中國石墨烯產業技術創新聯盟在上海首發了2016全球石墨烯產業研究報告。報告稱，石墨烯產業發展目前還處于初級階段，預計到2020年，全球石墨烯才形成完整產業鏈，且市場規模將達1000億元，其中中國占比達50%至80%，中國將在全球石墨烯行業中起到主導和核心作用。

    在知識產權方面，到2012年，我國石墨烯論文數量超過美國，位居世界首位。2015年全球石墨烯專利數據顯示，排名首位的依然是中國，之后是美國、韓國、日本。

    資料顯示，石墨烯是一種碳基新材料，有良好的光、電、熱、力性能，在電子信息、新材料、新能源、生物醫藥等領域顯現廣闊的應用前景。

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責任編輯：王元

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