钛合金表面原位生长PEO/UiO-66(Ce)纳米酶涂层:一种绿色高效抗菌防污新策略

【字体: 时间:2025年09月07日 来源:Surface and Coatings Technology 5.4

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  (编辑推荐)本研究创新性地通过等离子电解氧化(PEO)结合化学蚀刻-溶剂热法,在钛合金表面原位构建PEO/UiO-66(Ce)纳米酶涂层。该涂层通过羟基网络限域稳定锚定UiO-66(Ce),充分暴露活性位点,高效催化H2O2/Br?转化为HOBr,展现类卤过氧化物酶(HPO)活性,对大肠杆菌抗菌率达97.8%,海藻附着率降低至3.4%,同时提升耐腐蚀性,为海洋工程装备提供无毒环保防污新方案。

  

Highlight

本研究首创性地将等离子电解氧化(PEO)、化学蚀刻与溶剂热法相结合,在钛合金表面原位构筑PEO/UiO-66(Ce)纳米酶涂层。通过羟基网络限域效应,UiO-66(Ce)纳米颗粒被均匀锚定在TiO2多孔陶瓷层表面,其活性位点的充分暴露实现了H2O2与Br?在催化界面高效转化为HOBr。

Characterization of UiO-66(Ce) nanoparticles

通过溶剂热法合成的UiO-66(Ce)纳米颗粒呈现150-200 nm的扭曲多面体形貌(图2a-c)。元素映射证实Ce、O、C均匀分布(图2d-g),X射线衍射显示典型UiO-66晶体结构(图2h)。比表面积测试揭示其具有高达980 m2/g的介孔结构,为催化反应提供丰富活性位点。

Conclusions

  1. 1.

    PEO技术通过化学蚀刻形成的富羟基纳米网络,为UiO-66(Ce)原位生长提供理想锚定位点;

  2. 2.

    该涂层展现卓越的类卤过氧化物酶活性,催化效率较传统树脂固定法提升3.2倍;

  3. 3.

    在3.5% NaCl溶液中腐蚀电流密度较纯TA1降低两个数量级,兼具防污与防腐双重功能。

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