近日，轻化与材料学院黄浩炜博士领衔科研团队在纳米材料与金属表面防护领域国际期刊《ACS Applied Nano Materials》（影响因子5.8，JCR分区Q2）发表高水平SCI研究论文。论文题为《Montmorillonite Nanosheets as an Accelerator for Low-Temperature Zinc Phosphate Coatings with Improved Corrosion Resistance》。williamhill中文官网为论文第一单位。黄浩炜博士担任论文第一作者。轻化与材料学院学生徐杰铭、陈韵雅、郝家英、吴雨轩等一同参与本次研究工作。这项研究成果获得广东省教育厅重点领域专项，广东省普通高校创新团队等多项项目联合资助。
研究团队聚焦传统磷化工艺现存多项行业难题。传统工艺生产温度高能耗大，常用的亚硝酸钠促进剂存在环境与健康危害。低温条件下制备的磷化膜还普遍存在晶粒粗大结构疏松的问题，金属防腐效果难以达标。团队选用储量充足采购成本低廉的蒙脱石原粉作为原料，搭配超声细胞粉碎机在冰水浴环境中进行分散剥离处理，充分打开堆叠层状结构得到均匀稳定的蒙脱石纳米片，以此作为绿色无害的新型磷化促进剂，搭建40℃低温环保磷化体系并完成完整系统研究。实验数据显示蒙脱石纳米片能够生成大量异相成核位点，明显缩小磷化晶体尺寸同时减少膜层内部孔隙。体系内蒙脱石添加量控制在1.0 g/L时，磷化晶粒尺寸可以从原本50至80μm缩减至20至40μm，膜层致密程度得到显著提升。电化学性能测试结果证明，添加0.5 g/L蒙脱石制备的改性磷化膜电荷转移阻抗达到9.2×10⁸ Ω・cm²，数值相比未处理磷化膜高出5个数量级以上。材料腐蚀速率同步下降32.3%，金属长效防腐能力得到大幅增强。
本次研究完整揭示蒙脱石纳米片的双重防护作用机制。材料既可以诱导磷化膜晶体异相成核，也能填充晶体之间的微小缝隙，延长腐蚀介质渗入金属基体的通行路径。该研究首次通过系统实验验证经细胞粉碎机剥离制备的天然蒙脱石纳米片能够用作高效低温磷化绿色促进剂。对比氧化石墨烯，MXene等人工制备二维纳米材料，蒙脱石无需繁复合成与改性处理，原料天然易得，整套剥离分散操作简单可控，更适合大规模工业化生产应用。该材料有潜力大幅减少有毒亚硝酸盐的使用，整套磷化生产流程可实现低温节能绿色无污染。新工艺适用于家电五金汽车零部件等各类金属涂装前处理工序。能够为佛山本地五金家电制造企业提供低成本低碳环保的涂装预处理全新技术方案，推动区域制造业完成绿色转型升级。
在人才培养环节，师生团队紧扣产业一线技术痛点，依托真实科研课题开展实战化训练，深度践行“真项目、真场景、真转化”的产教融合育人理念。学生于实践中系统锤炼实验操作技能、数据分析与科研写作等核心素养，多维能力协同提升，持续为区域新材料产业输送高素质复合型技术人才。
供稿：黄浩炜
审核：林汉斌
