Carbon：紫外线辐照对Ti3C2Tx@AgNPs改性环氧树脂涂层抗磨性能的影响

发布者：日期：2026年02月17日 07:17 点击数：

DOI：10.1016/j.carbon.2025.120906

通讯作者：樊小强教授

研究背景

紫外线（UV）辐射是导致有机涂层老化的主要因素之一，它会引发涂层的光氧化降解，从而在经过不可预测的时间后导致其摩擦学性能（如抗磨性）恶化。Ti₃C₂Tₓ MXene及其复合材料因其从紫外到近红外的宽谱吸收能力、易剪切特性以及良好的机械性能，在提升有机涂层抗紫外线和耐磨性能方面展现出巨大潜力。然而，关于紫外线照射对Ti₃C₂Tₓ或其复合材料改性的环氧树脂涂层摩擦学性能影响的研究此前少有报道

创新点

该研究通过一步原位还原法成功制备了具有多尺度结构的Ti₃C₂Tₓ@AgNPs复合材料，并将其引入水性环氧树脂涂层中，系统研究了紫外线照射前后复合涂层的化学结构和摩擦学性能。研究发现，添加0.5 wt% Ti₃C₂Tₓ@AgNPs的复合涂层（Ti₃C₂Tₓ@Ag-0.5）在紫外线照射前表现出最佳的摩擦学性能，其平均摩擦系数和磨损率相较于纯环氧树脂涂层分别降低了7.5%和73.5%，这归因于其独特的结构促进了致密摩擦膜的形成。

图文速览

图1 Ti3C2Tx@AgNPs 的合成示意图

图2 （a）少层Ti3C2Tx纳米片的SEM图像；（b）Ti3C2Tx@AgNPs复合材料的SEM图像；（c）图（b）中选定区域的放大视图；（d）根据图（b）得出的Ti3C2Tx@AgNPs复合材料中Ag颗粒的粒径分布；（e~h）Ti3C2Tx@AgNPs的EDS能谱分析结果

图3 Ti₃C₂Tₓ 和 Ti₃C₂Tₓ@AgNPs 的X射线光电子能谱（XPS）图：(a) Ti₃C₂Tₓ 中 Ti 2p 轨道的高分辨谱图；(b) Ti₃C₂Tₓ 中 O 1s 轨道的高分辨谱图；(c) Ti₃C₂Tₓ 中 C 1s 轨道的高分辨谱图；(d) Ti₃C₂Tₓ@AgNPs 中 Ti 2p 轨道的高分辨谱图；(e) Ti₃C₂Tₓ@AgNPs 中 O 1s 轨道的高分辨谱图；(f) Ti₃C₂Tₓ@AgNPs 中 Ag 3d 轨道的高分辨谱图