厦大北大最新Nature:表面配位层钝化铜氧化过程

来源：材料人

【引言】

铜具有高的热导率和电导率，同时其还具有延展性和无毒性的特点，被广泛应用于日常生活和工业生产，例如抗氧化技术领域。然而，目前广泛使用的抗氧化技术如合金、电镀等经常会削弱材料的关键物理性质（如热/电导率以及外观颜色），并且引入一些有害元素（如铬和镍）。针对这类问题，尽管也有一些新兴的研究致力于发展利用有机分子/无机材料/碳基材料作为抗氧化剂的表面钝化技术，但这些新型技术的规模应用一直颇具挑战。

【成果简介】

北京大学的江颖以及厦门大学的傅钢、郑南峰（共同通讯作者）等人发现，在甲酸钠存在下，利用溶剂热处理的铜能够在其表面进行晶体重构并形成超薄的表面配位层。在此前的研究中，该联合团队已经发现利用甲酸盐作为还原剂能够通过溶剂热方法合成可在空气中稳定存在的铜纳米片。而此次的研究不仅揭示了这一表面改性策略可以赋予铜在空气、盐雾以及碱性条件的抗氧化性能，还发现表面改性并不会影响铜的热/电导率。此外，研究还引入了烷硫醇配体与缺陷位点进行配位，从而能够进一步提高铜表面的抗氧化性能。最后，研究还阐释了这一温和的改性方式使用于制备各种形式（包括箔、纳米线、纳米颗粒等）的空气稳定铜材料。因此，研究人员也期待该项工作发展的新型表面钝化技术能够进一步拓展铜的工业应用。2020年10月14日，相关成果以题为“Surface coordination layer passivates oxidation of copper”的文章在线发表在Nature上。

【图文导读】

图1甲酸盐处理后的铜箔的耐腐蚀性能

图2 甲酸盐处理后的铜的STM和AFM图像

图3铜（110）用于有效钝化

图4 用于稳定铜纳米线的耐腐蚀策略以及室温电化学耐腐蚀技术