[發(fā)明專利]一種自支撐還原氧化石墨烯涂層及其制備方法和應(yīng)用有效
| 申請(qǐng)?zhí)枺?/td> | 201710831734.8 | 申請(qǐng)日： | 2017-09-15 |
| 公開（公告）號(hào)： | CN107815720B | 公開（公告）日： | 2020-04-17 |
| 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人： | 周美鵬;麥永津;揭曉華;張留艷 | 申請(qǐng)（專利權(quán)）人： | 廣東工業(yè)大學(xué) |
| 主分類號(hào)： | C25D15/00 | 分類號(hào)： | C25D15/00;C25D5/18;C25D5/52;C25F3/22;C25D3/38 |
| 代理公司： | 廣東廣信君達(dá)律師事務(wù)所 44329 | 代理人： | 楊曉松 |
| 地址： | 510062 廣東*** | 國(guó)省代碼： | 廣東;44 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關(guān)鍵詞： | 一種 支撐 還原 氧化 石墨 涂層 及其 制備 方法 應(yīng)用 | ||
本發(fā)明公開了一種自支撐還原氧化石墨烯涂層及其制備方法和應(yīng)用。該方法包括以下具體步驟：以黃銅片為陰極，銅片為陽(yáng)極，兩極置于復(fù)合電鍍液，加入磷酸調(diào)節(jié)復(fù)合電鍍液的pH值，并在兩極間施加脈沖電流，在黃銅片表面沉積得到還原氧化石墨烯/銅復(fù)合材料；以制得的還原氧化石墨烯/銅復(fù)合材料為陽(yáng)極，石墨電極為陰極，將兩極置于電解拋光液中，并在兩極間施加恒定電壓，部分溶解還原氧化石墨烯/銅復(fù)合材料表面銅成分，得到自支撐還原氧化石墨烯涂層。本發(fā)明方法簡(jiǎn)易，成本低廉，易于大面積生產(chǎn)。所得自支撐還原氧化石墨烯涂層可以用作自潤(rùn)滑涂層，具有摩擦系數(shù)低，磨損量少，承載力高，壽命長(zhǎng)的優(yōu)點(diǎn)。
技術(shù)領(lǐng)域
本發(fā)明屬于材料表面工程技術(shù)領(lǐng)域，更具體地，涉及一種自支撐還原氧化石墨烯涂層及其制備方法和應(yīng)用。
背景技術(shù)
據(jù)估計(jì)，全世界有1/2～1/3的能源以各種形式消耗在摩擦上。而摩擦導(dǎo)致的磨損是機(jī)械設(shè)備失效的主要原因，大約有80％的損壞零件是由于各種形式的磨損引起的。因此，控制摩擦減少磨損，改善潤(rùn)滑性能已成為節(jié)約能源和原材料，縮短維修時(shí)間的重要措施。在尋找新型潤(rùn)滑材料的研究中，石墨烯因其表面能低、強(qiáng)度高、抗剪切能力低等特點(diǎn)而受到人們的關(guān)注。已有文獻(xiàn)報(bào)道，由旋涂、化學(xué)氣相沉積、電泳沉積等方法制備的石墨烯涂層可以有效減少鋼、銅、硅等材料的摩擦和磨損。然而這些方法制備的石墨烯涂層普遍存在壽命短，承載能力差等不足。
發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明的目的是為了克服現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提供一種自支撐還原氧化石墨烯涂層的制備方法。該方法簡(jiǎn)易，成本低廉，易于大面積生產(chǎn)，可應(yīng)用去表面輪廓復(fù)雜的零部件。
本發(fā)明的另一目的在于提供上述方法制備的自支撐還原氧化石墨烯涂層。該涂層是由還原氧化石墨烯納米片組成，并且還原氧化石墨烯納米片的平面一部分嵌于基體內(nèi)部一部分露于基體表面，形成自支撐結(jié)構(gòu)。
本發(fā)明的再一個(gè)目的在于提供上述自支撐還原氧化石墨烯涂層的應(yīng)用。
本發(fā)明上述目的通過(guò)以下技術(shù)方案予以實(shí)現(xiàn)：
一種自支撐還原氧化石墨烯涂層的制備方法，包括以下具體步驟：
S1.以黃銅片為陰極，銅片為陽(yáng)極，兩極置于復(fù)合電鍍液，加入磷酸調(diào)節(jié)復(fù)合電鍍液的pH值，并在兩極間施加脈沖電流，在黃銅片表面沉積得到還原氧化石墨烯/銅復(fù)合材料；
S2.以步驟S1制得的還原氧化石墨烯/銅復(fù)合材料為陽(yáng)極，石墨電極為陰極，將兩極置于電解拋光液中，并在兩極間施加恒定電壓，部分溶解還原氧化石墨烯/銅復(fù)合材料表面銅成分，得到自支撐還原氧化石墨烯涂層。
優(yōu)選地，步驟S1中所述復(fù)合電鍍液為氧化石墨烯和乙二胺四乙酸銅二鈉的水溶液。
更為優(yōu)選地，所述氧化石墨烯的濃度為0.1～0.4g/L，所述乙二胺四乙酸銅二鈉水溶液的濃度為1～10mmol/L。
優(yōu)選地，步驟S1中所述磷酸的質(zhì)量濃度為20～30％，所述pH值為1～3。
優(yōu)選地，步驟S1中所述脈沖電流的參數(shù)如下：脈沖平均電流密度為0.1～1.2A/dm2、脈沖占空比為1～50％、脈沖頻率為50～100Hz和脈沖時(shí)間為20～70min。
優(yōu)選地，步驟S2中所述電解拋光液包括正磷酸和無(wú)水乙醇。
更為優(yōu)選地，所述正磷酸和無(wú)水乙醇的體積比為1：(1～2)。
優(yōu)選地，步驟S2中所述恒定電壓為1.2～2V，所述施加的時(shí)間為30～240s。
一種自支撐還原氧化石墨烯涂層是由上述方法制備得到。
所述自支撐還原氧化石墨烯涂層在自潤(rùn)滑涂層領(lǐng)域中的應(yīng)用。
與現(xiàn)有技術(shù)相比，本發(fā)明具有以下有益效果：
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