Mesoporous silica coatings with improved corrosion protection properties

Albert, Emőke; Cotolan, Nicoleta; Nagy, Norbert; Sáfrán, György; Szabó, Gabriella; Mureşan, Liana Maria; Hórvölgyi, Zoltán

doi:10.1016/j.micromeso.2014.12.021

Cited by 41 publications

(36 citation statements)

References 23 publications

Supporting

Mentioning

Contrasting

Unclassified

Order By: Relevance

“…The effective refractive index of the coating on the transparent substrate was determined at 632.8 nm by using an optical fitting model. The fitting procedure was described in detail in our previous papers [13][14][15]. The fitting procedure uses the Levenberg -Marquardt algorithm [16].…”

Section: Analysis Of Light Transmittance Spectramentioning

confidence: 99%

Silica Sol-gel Coatings with Improved Light Transmittance and Stability

Kócs

Albert

Tegze

et al. 2017

Period. Polytech. Chem. Eng.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

IntroductionPorous silica sol-gel coatings with improved light transmittance (anti-reflective coating = AR) are increasingly popular in various research areas and applications. One of their most important basic requirements is that they maintain their optical stability during the time of their utilization. Attaining sustainable long-lasting porous thin films with AR properties is a major challenge, especially in lighting technologies and in related applications, for instance solar energy conversion [1]. There are numerous requirements in order to avoid the porous system filling with pollutants from the air or the aging process during the utilization (collapsing of structure).Anti-reflective coatings can be single-, double-, or multilayers with gradient or constant refractive index, using coatings or surface texturing on the target surface. Antireflective coatings can be fabricated with nanophysical (chemical vapour deposition, etching, lithography) or with nanochemical methods (solgel process, etc.) [2][3][4].Sol-gel process is one of the commonly used wet chemical methods to prepare AR coatings. The sol-gel techniques are relatively low-cost, the reaction conditions are mild, and moreover the composition and structure of coatings can be easily controlled. The first step of the preparation is the hydrolysis of a suitable silane compound (e.g. alkoxy-silane) in aqueous or alcoholic medium which can be initiated by base or acid catalysis. The hydrolysis followed by polycondensation reaction results in the formation of colloidal particles, macromolecules and/or microphases (precursor sol or solution). Mainly microphases form in case of base catalysis (referred as base catalyzed silica-particles or layers) while using acid catalysis (referred to as acid catalyzed system) polysiloxane chains form in the precursor solution. Deposition of precursor sol onto a solid substrate by dip-coating (or spin-coating process, etc.) results in a thin liquid film on the solid surface, and after drying and/or suitable heat treatment the sol-gel coating is acquired. Mesoporous coatings can be prepared by depositing microphases (the deposited layer will contain several voids among the particles) or by using micellar templates to form the pore system. Strengthening the sol-gel network by post-treatments

show abstract

Section: Analysis Of Light Transmittance Spectramentioning

confidence: 99%

Silica Sol-gel Coatings with Improved Light Transmittance and Stability

Kócs

Albert

Tegze

et al. 2017

Period. Polytech. Chem. Eng.

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

show abstract

“…Emellett modellvizsgálatokat végeztünk arra vonatkozóan is, hogy a bevonatok pórusrendszere alkalmas-e korróziós inhibitormolekulák felvételére, tárolására és szabályozott leadására. 11,12 Periodikus felületi morfológiával rendelkezõ, mezopórusos SiO 2 -bevonatokat Si hordozókon alakítottunk ki. Ilyen szerkezetek mind az antibakteriális, mind a korróziógátló bevonatok területén, illetve további funkcionális felületek kialakítása során nyerhetnek jelentõséget.…”

Section: Bevezetésunclassified

“…9,11,12 Új eljárást dolgoztunk ki mezopórusos SiO 2 szol-gél bevonatok felületének periodikus strukturálására a mikrométer alatti mérettartományban. 500 nm átmérõjû szilikarészecskék egyrétegû rendezett Langmuir-Blodgetttípusú filmjét használtuk maszkként 200 keV energiájú Xe + ionbesugárzás során.…”

Section: öSszefoglalásunclassified

“…It was demonstrated experimentally that rendering the surfaces hydrophobic has double advantage: it improves the anticorrosion behaviour and protects the water-soluble inhibitor content of the pore system against the dissolution into the corrosive media from the intact coating (see Figure 4 and Figure 6). 9,11,12 A novel method was developed for combining the advantageous properties of mesoporous character and periodic surface morphology. Introducing surface patterns in mesoporous SiO 2 thin films can have importance in the field of functional coatings, also in antibacterial and anti-corrosion surfaces.…”

mentioning

confidence: 99%

See 1 more Smart Citation

Mezopórusos szol-gél bevonatok: előállítás, jellemzés, alkalmazás

Albert¹,

Hórvölgyi²

2017

MKF

Self Cite

View full text Add to dashboard Cite

BevezetésSzámos technológiai alkalmazás területén egyre nagyobb igény mutatkozik tervezett felületi tulajdonságokkal rendelkezõ, speciális igényeknek eleget tevõ anyagok kialakítására. Ennek egyik lehetséges módja funkcionális felületek kialakítása a felületek bevonatokkal való ellátása révén. A nanoszerkezetû bevonatok alkalmazásával a felületek új és kedvezõ tulajdonságokkal láthatók el, a hordozó elõnyös sajátságainak megõrzése mellett. Viszonylag kis anyagmennyiségek felhasználásával elõnyös optikai, mechanikai, mágneses, fotokatalitikus, fotovoltaikus, elektromos, tapadásgátló, korróziógátló, 1,2 víztaszító, 3 antibakteriális, 4,5 öntisztuló, stb. tulajdonságok alakíthatók ki különbözõ szilárd hordozókon a bevonatok létrehozásával. A nedveskémiai eljárások közé tartozó szol-gél módszer nagy elõnye, hogy az anyag tulajdonságai a kísérleti paraméterek módosításával befolyásolhatók, ezáltal széles határok között, tervezetten változtatható a kialakítandó termékek szerkezete, morfológiája és egyéb tulajdonságai. 6 A vékonyrétegek elõnyös tulajdonságai a bevonat anyagának sajátságai mellett sok esetben azok nanostrukturált jellegébõl adódnak. Megfelelõ felületi szerkezetek kialakítása révén pl. szabályozható a felületek nedvesíthetõsége (szuperhidrofób felületek), vagy megakadályozható a baktériumok megtapadása, szaporodása az adott felületen. Mezopórusos vékonyrétegek pórusrendszere pedig kiválóan alkalmazható pl. különbözõ nanorészecskék, korróziós inhibitorok, vagy gyógyszerhatóanyagok molekuláinak tároló-, szállító-és leadó-rendszereként. 7,8 A kutatómunka 9 során különbözõ alkalmazási területek szempontjából elõnyös tulajdonságú mezopórusos és (esetenként, összehasonlítás céljából) kompakt szol-gél bevonatokkal foglalkoztunk. A pórusrendszert Pluronic PE 10300 (Pluronic) nemionos, és cetil-trimetilammónium-bromid (CTAB) kationos felületaktív anyagok felhasználásával alakítottuk ki. A jellemzõen néhány száz nanométer vastagságú bevonatokat a mártásos szol-gél technikával hoztuk létre különbözõ anyagú szilárd hordozók felületén. A kialakított és tanulmányozott bevonattípusok a célzott funkciók, illetve tulajdonságok szerint három csoportba sorolhatók.Antibakteriális tulajdonság kialakítására ezüsttartalmú TiO 2 -bevonatokat képeztünk üveghordozókon. Vizsgáltuk a hosszú távú antibakteriális hatás és a kialakított kompozit bevonatok szerkezete, az ezüstadalékolás módja, valamint a kialakuló ezüst nanorészecskék mérete és mennyisége közötti összefüggéseket. 10 Korróziógátló felületeket SiO 2 -bevonatok kialakításával hoztunk létre cink-lemezek felületén. Tanulmányoztuk a védõbevonatok kompakt, vagy pórusos mivoltának, a rétegvastagságnak, porozitásnak, a pórusok rendezett, vagy rendezetlen jellegének és a felület hidrofobitásának a bevonatok permeabilitására, ezáltal a korrózió elleni védelem mértékére gyakorolt hatását. Emellett modellvizsgálatokat végeztünk arra vonatkozóan is, hogy a bevonatok pórusrendszere alkalmas-e korróziós inhibitormolekulák felvételére, tárolására és szabályozott leadására. 11,12Periodi...

show abstract

“…The inorganic sol-gel materials attracted especially great attention in the last decades due to their unique properties. Among them mesoporous silica is utilized as low-k 2,3 and low refractive index material, 4 antireflective 5 and self-cleaning coating, 6 functional membrane 7,8 as well as in the field of catalysis, 9,10 sensorics, 11,12 drug delivery, 13,14 and corrosion protection 15,16 in monolith, thin film, or particulate forms. Starting in the last decade the fabrication of nanomaterials 17 and surfaces with designed morphologies is still one of the most popular fields in nanotechnology.…”

Section: Introductionmentioning

confidence: 99%

Introducing nanoscaled surface morphology and percolation barrier network into mesoporous silica coatings

et al. 2015

View full text Add to dashboard Cite

Mesoporous silica thin films were patterned at the sub-micron scale utilizing the ion hammering effect in order to combine the advantages of mesoporous character and surface morphology, while preserving the interconnected pore system or creating laterally separated porous volumes surrounded by nonpermeable compact zones. Porous silica coatings were prepared by sol-gel method with ordered and disordered pore system using micellar templates. Hexagonally ordered Langmuir-Blodgett type monolayer of silica spheres was applied as mask against Xe + ion irradiation. The ion energy was chosen according to Monte-Carlo simulations to achieve structures with high lateral contrast between irradiated and unirradiated, i.e., masked areas. The disordered pore system proved to be more resistant against ion bombardment. Although the created surface morphologies were similar, the main character of the pore system could be tailored to be interconnected or separated by controlling the ion fluence. Confocal fluorescent images and ellipsometric porosimetry measurements confirmed that the contribution of transition zone between the intact masked and damaged regions to the porosity is negligible. Furthermore, the majority of the porous volume can be preserved as interconnected pore system by the application of low ion fluence. By increasing the fluence value, however, separated porous volumes can be created at the expense of the total pore volume.

show abstract

Mesoporous silica coatings with improved corrosion protection properties

Cited by 41 publications

References 23 publications

Silica Sol-gel Coatings with Improved Light Transmittance and Stability

Silica Sol-gel Coatings with Improved Light Transmittance and Stability

Mezopórusos szol-gél bevonatok: előállítás, jellemzés, alkalmazás

Introducing nanoscaled surface morphology and percolation barrier network into mesoporous silica coatings

Contact Info

Product

Resources

About