Abstract In this work, a series of waterborne epoxy coatings containing g-C3N4@SiO2 composites were developed to evaluate the anticorrosion property on mild steel. The SiO2 nanoparticles precipitated on g-C3N4 sheets were fabricated via a facile sol-gel method applying tetraethoxysilane (TEOS) as precursor. With the SiO2 served as functionalized spacer between g-C3N4 sheets, the dispersibility of modified g-C3N4 sheets in epoxy matrix was notably strengthened. Especially, the g-C3N4 sheets functionalized with SiO2 endowed improved interfacial interaction bonding and compatibility between g-C3N4@SiO2 and epoxy, leading to the significant increase in anticorrosion properties. The characterizations of g-C3N4@SiO2 were investigated adequately, and scanning electron microscopy (SEM) was applied to prove the predominant dispersing performance of g-C3N4@SiO2 in epoxy coating. Furthermnore, to confirm effect of g-C3N4@SiO2 nanocomposites on the anticorrosion and barrier performance of waterborne epoxy, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), potentiodynamic polarization and salt spray test were conducted to estimate corrosion resistances of the g-C3N4@SiO2/epoxy. The obtained data revealed that the |Z|0.01Hz value of g-C3N4@SiO2 coating increased by 969 % compared with neat epoxy coating. Additionally, the 0.3 wt.% additive amount of g-C3N4@SiO2 was confirmed to provide the best shielding effect in epoxy coating, attaining the highest corrosion resistance among the composite coatings.

中文翻译：

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加入SiO2功能化g-C3N4片材以提高水性环氧树脂的防腐性能

摘要 在这项工作中，开发了一系列含有 g-C3N4@SiO2 复合材料的水性环氧涂料来评估低碳钢的防腐性能。沉淀在 g-C3N4 片上的 SiO2 纳米颗粒是通过简便的溶胶-凝胶方法制备的，该方法应用四乙氧基硅烷 (TEOS) 作为前体。随着 SiO2 作为 g-C3N4 片材之间的功能化间隔物，改性 g-C3N4 片材在环氧树脂基体中的分散性显着增强。特别是，用 SiO2 功能化的 g-C3N4 片材赋予了 g-C3N4@SiO2 与环氧树脂之间的界面相互作用键合和相容性，从而显着提高了防腐性能。充分研究了 g-C3N4@SiO2 的表征，并应用扫描电子显微镜 (SEM) 来证明 g-C3N4@SiO2 在环氧树脂涂层中的主要分散性能。此外，为了确认 g-C3N4@SiO2 纳米复合材料对水性环氧树脂的防腐和阻隔性能的影响，进行了电化学阻抗谱 (EIS)、动电位极化和盐雾试验来评估 g-C3N4@SiO2/环氧树脂的耐腐蚀性. 获得的数据表明，g-C3N4@SiO2 涂层的|Z|0.01Hz 值比纯环氧涂层增加了 969%。此外，证实了 0.3 wt.% 的 g-C3N4@SiO2 添加量在环氧涂层中提供了最好的屏蔽效果，在复合涂层中获得了最高的耐腐蚀性。为了确认 g-C3N4@SiO2 纳米复合材料对水性环氧树脂的防腐和阻隔性能的影响，进行了电化学阻抗谱 (EIS)、动电位极化和盐雾试验来评估 g-C3N4@SiO2/环氧树脂的耐腐蚀性。获得的数据表明，g-C3N4@SiO2 涂层的|Z|0.01Hz 值比纯环氧涂层增加了 969%。此外，证实了 0.3 wt.% 的 g-C3N4@SiO2 添加量在环氧涂层中提供了最好的屏蔽效果，在复合涂层中获得了最高的耐腐蚀性。为了确认 g-C3N4@SiO2 纳米复合材料对水性环氧树脂的防腐和阻隔性能的影响，进行了电化学阻抗谱 (EIS)、动电位极化和盐雾试验来评估 g-C3N4@SiO2/环氧树脂的耐腐蚀性。获得的数据表明，g-C3N4@SiO2 涂层的|Z|0.01Hz 值比纯环氧涂层增加了 969%。此外，证实了 0.3 wt.% 的 g-C3N4@SiO2 添加量在环氧涂层中提供了最好的屏蔽效果，在复合涂层中获得了最高的耐腐蚀性。获得的数据表明，g-C3N4@SiO2 涂层的|Z|0.01Hz 值比纯环氧涂层增加了 969%。此外，证实了 0.3 wt.% 的 g-C3N4@SiO2 添加量在环氧涂层中提供了最好的屏蔽效果，在复合涂层中获得了最高的耐腐蚀性。获得的数据表明，g-C3N4@SiO2 涂层的|Z|0.01Hz 值比纯环氧涂层增加了 969%。此外，证实了 0.3 wt.% 的 g-C3N4@SiO2 添加量在环氧涂层中提供了最好的屏蔽效果，在复合涂层中获得了最高的耐腐蚀性。