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Fabrication of organic-inorganic hybrid materials on metal surface for optimizing electrochemical performance.
Journal of Colloid and Interface Science ( IF 9.4 ) Pub Date : 2020-03-30 , DOI: 10.1016/j.jcis.2020.03.117 Wail Al Zoubi 1 , Dong Keun Yoon 1 , Yang Gon Kim 2 , Young Gun Ko 1
Journal of Colloid and Interface Science ( IF 9.4 ) Pub Date : 2020-03-30 , DOI: 10.1016/j.jcis.2020.03.117 Wail Al Zoubi 1 , Dong Keun Yoon 1 , Yang Gon Kim 2 , Young Gun Ko 1
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Surface chemistry is a significant field of research, especially for the preparation of organic-inorganic hybrid materials in which nearly every atom is anchored at the interface. Herein we report on the functional binding agents (FBAs), Mg(OH)2 or Co(OH)2-Mg(OH)2-Co(OH)(NO3), as efficient tools for functionalising surfaces, whereby the morphology and growth of the organic-inorganic coating can be varied by varying the interfacial composition to achieve improved functionality. To demonstrate the potential of this strategy, we combine plasma electrolytic oxidation (PEO) and a two-step dip chemical coating (DCC) technique to deliver multi-layered constructions of several chemical compositions comprising inorganic and organic components. A novel single layer of FBAs is fabricated on the rough inorganic coating through chemical treatment via DCC, transforming it into a binding site for primary clusters of 2-mercaptobenzimidazole (MBI) molecules. Thus, FBAs form coordination complexes with organic molecules, which grow on FBA surfaces. Finally, electrochemical measurements reveal that the self-assembly of organic-inorganic hybrid heterostructures appreciably suppresses metal oxidation and oxygen reduction, due to a synergistic effect arising from the combination of FBAs with organic and inorganic coatings.
中文翻译：
在金属表面上制备有机-无机杂化材料以优化电化学性能。
表面化学是一个重要的研究领域，特别是对于有机-无机杂化材料的制备，其中几乎每个原子都固定在界面上。在这里，我们报告功能性结合剂（FBAs），Mg（OH）2或Co（OH）2-Mg（OH）2-Co（OH）（NO3），作为有效的表面官能化工具，从而实现形态和生长可以通过改变界面组成来改变有机-无机涂层的用量以实现改善的功能。为了证明这种策略的潜力，我们将等离子电解氧化（PEO）和两步浸涂化学涂层（DCC）技术相结合，以提供包含无机和有机成分的几种化学成分的多层结构。通过DCC的化学处理，在粗糙的无机涂层上制造出新颖的FBA单层，将其转化为2-巯基苯并咪唑（MBI）分子的主要簇的结合位点。因此，FBA与在FBA表面上生长的有机分子形成配位络合物。最后，电化学测量表明，由于FBA与有机和无机涂层的结合产生了协同效应，有机-无机杂化异质结构的自组装可显着抑制金属氧化和氧还原。
更新日期：2020-03-31
中文翻译：
在金属表面上制备有机-无机杂化材料以优化电化学性能。
表面化学是一个重要的研究领域，特别是对于有机-无机杂化材料的制备，其中几乎每个原子都固定在界面上。在这里，我们报告功能性结合剂（FBAs），Mg（OH）2或Co（OH）2-Mg（OH）2-Co（OH）（NO3），作为有效的表面官能化工具，从而实现形态和生长可以通过改变界面组成来改变有机-无机涂层的用量以实现改善的功能。为了证明这种策略的潜力，我们将等离子电解氧化（PEO）和两步浸涂化学涂层（DCC）技术相结合，以提供包含无机和有机成分的几种化学成分的多层结构。通过DCC的化学处理，在粗糙的无机涂层上制造出新颖的FBA单层，将其转化为2-巯基苯并咪唑（MBI）分子的主要簇的结合位点。因此，FBA与在FBA表面上生长的有机分子形成配位络合物。最后，电化学测量表明，由于FBA与有机和无机涂层的结合产生了协同效应，有机-无机杂化异质结构的自组装可显着抑制金属氧化和氧还原。
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