[发明专利]一种制备二维材料防垢层的方法

说明书

本发明涉及防垢层的制备技术领域，具体为一种通过加热生长的方式制备二维材料防垢层的方法，适用于不同基底材料与器件的防垢。采用生长的方法，将基底加热到反应温度，然后通过前驱体的反应在基底表面形成二维材料防垢层。本发明充分利用生长出的二维材料具有本征的原子级表面平整度高以及较高表面化学惰性的特点，制备高性能的防垢层，从而显著降低基底材料表面的结垢率。该方法还可以采用具有高阻隔特性的二维材料，同时提高基底材料的防腐蚀性能。

技术领域:

本发明涉及防垢层的制备技术领域，具体为一种通过加热生长的方式制备二维材料防垢层的方法，适用于不同基底材料与器件的防垢。

背景技术:

结垢是换热器、管道、冷却塔、水槽等设备普遍存在的问题，主要包括水垢和生物粘泥。结垢不仅严重降低设备的换热效率，还可能因加热不均等原因缩短设备和材料的使用寿命，甚至造成受热材料的直接破环。目前，主要使用防垢剂和防垢涂层来缓解结垢问题。前者防垢效果较好，但存在成本高和使用局限性大等问题。后者的防垢效果相对较差，而且随使用时间延长而明显降低。

二维材料是厚度仅有原子级的新型材料。近年来，不同成分和结构的二维材料发展迅速，涌现出众多的材料体系。除了原子级的表面平整度，多种材料同时具有较高的表面化学惰性，溶液中的离子难以在其表面形核或形成较强的结合，是防垢材料的理想选择。

发明内容:

本发明的目的在于提供一种通过生长的方式制备二维材料防垢层的方法，所制备的防垢层具有结垢率低、结合力高、表面适应性好以及耐腐蚀的特点。

本发明的技术方案是：

一种制备二维材料防垢层的方法，采用二维材料作为防垢层，通过生长的方式在基底表面形成二维材料防垢层，该方法利用前驱体的反应在基底表面形成二维材料防垢层。

所述的制备二维材料防垢层的方法，二维材料为单质或化合物之一种或两种以上的组合，包括但不局限于石墨烯及其衍生物、氮化硼、磷烯、硅烯、锗烯、过渡金属硫族化合物、金属碳化合物、金属氮化合物、金属氧化物的一种或两种以上的复合材料。

所述的制备二维材料防垢层的方法，基底材料包括但不局限于金属、陶瓷、聚合物之一种或两种以上的组合。

所述的制备二维材料防垢层的方法，形成二维材料防垢层的生长方法包括物理气相沉积、化学气相沉积、析出法之一种或两种以上的组合。

所述的制备二维材料防垢层的方法，二维材料防垢层的形貌为薄膜或其它表面三维结构。

所述的制备二维材料防垢层的方法，形成二维材料防垢层的前驱体为气体、液体或固体之一种或两种以上的组合；前驱体通过外加方式引入，或者存在于基底材料中。

所述的制备二维材料防垢层的方法，二维材料防垢层的平均厚度为0.3～100纳米。

本发明的特点及有益效果是：

1.本发明通过生长的方法在基底表面形成高质量的二维材料，保持二维材料本征的原子级表面平整度高以及较高的表面化学惰性，同时与基底具有极高的结合力，可以显著降低基底表面的结垢率。

2.本发明所述制备方法适用于在不同形状与尺寸的基底材料以及器件表面形成二维材料防垢层。

3.本发明可以采用具有高阻隔特性的二维材料，同时提高基底材料的防腐蚀性能。

具体实施方式:

下面，通过实施例对本发明进一步详细阐述。

实施例1