[发明专利]一种基于旋涂法制备的MXene涂层及其在阻氢过程中的应用

权利要求书

1.一种基于旋涂法制备的MXene涂层，其特征在于，包括形成于基体表面的Mxene涂层，所述MXene涂层的通式为Ti_n+1C_nTx；n为1～3，T为羟基或氧或氟，x为T的个数。

2.根据权利要求1所述的基于旋涂法制备的MXene涂层，其特征在于，所述基体的材料采用管线钢或不锈钢制成。

3.根据权利要求1所述的基于旋涂法制备的MXene涂层，其特征在于，所述管线钢为X60、X65、X70、X80。

4.根据权利要求1所述的基于旋涂法制备的MXene涂层，其特征在于，旋涂制备方法包括以下步骤：

(1)将基体表面进行抛光并超声清洁处理；

(2)用去离子水稀释MXene悬浮液，经过超声分散配制成MXene胶体，所配制的胶体用激光笔照射，出现明显的丁达尔效应；

(3)将处理后的基体置于匀胶机托片上，将步骤(2)所述的MXene胶体滴加在基体表面，设置匀胶机分别以低转速旋涂10～30s和高转速旋涂5～25s；在空气中风干3～10min后获得MXene涂层；

(4)重复步骤(3)，以获得具有层数的MXene涂层。

5.根据权利要求4所述的旋涂制备方法，其特征在于，在步骤(1)中，所述将基体抛光并超声清洁处理的步骤包括：

(1)采用200#、400#、800#的SiC砂纸将基体进行逐级抛光，采用化学试剂腐蚀抛光，采用3000#SiC砂纸再次打磨抛光，用羊毛球头配合抛光膏将基体抛光至镜面；

(2)将抛光后的基体用去离子水清洗并在乙醇中超声清洁10～20min。

6.根据权利要求4所述的旋涂制备方法，其特征在于，在步骤(2)中，所述MXene胶体的浓度为0.5～10mg/mL。

7.根据权利要求4所述的旋涂制备方法，在步骤(3)中，所述低转速为300～1000rpm，高转速为1200～3000rpm。

8.根据权利要求4所述的旋涂制备方法，在步骤(4)中，所述层数为1～6层。

9.一种权利要求1～8任一项所述的MXene涂层在阻氢过程中的应用，其特征在于，包括以下步骤：

(1)将所述MXene涂层置于电化学氢渗透装置中，在无涂层侧阳极池加入瓦特镀镍液，施加-10mA/cm²的恒电流，运行5～10min进行镀镍；

(2)镀镍后将阳极池的溶液更换为浓度为0.2mol/L的NaOH溶液，施加0.2V(vs.SCE)的正恒定电位记录阴极侧的电流密度变化；

(3)电流密度降低到1μA/cm²以下时，在阴极池加入电解液0.2mol/L NaOH+3g/L NH₄SCN(硫脲)，加载20mA/cm²的电流充氢40000s以上，电解产生的氢原子在化学势的驱动下从阴极侧表面渗透至阳极侧表面，并立即被氧化形成渗透电流，电化学工作站将渗透电流捕捉记录，并在计算机上得到氢渗透电流曲线。

10.根据权利要求9所述应用，其特征在于，步骤(1)中，所述瓦特镀镍液为：250g/LNiSO₄+45g/L NiCl₂+40g/L H₃BO₃。