磁性MOF基纳米容器的双重响应设计：磁场定向分布协同pH控释腐蚀抑制剂实现环氧涂层主动防护

本文开发了一种具有磁响应和pH双重响应特性的Fe3O4@BTA-ZIF-8核壳纳米容器，通过磁场定向富集于涂层/金属界面，并响应腐蚀微环境pH变化释放苯并三唑(BTA)。研究显示，经磁场调制的环氧涂层低频阻抗(|Z|0.01Hz)达1.42×1010Ω·cm2，较未调制体系提升1个数量级，划痕修复效率(η)提升至165.04%，首次实现金属有机框架(MOF)材料在防腐涂层的磁靶向应用。

　　

Highlight
功能纳米填料的空间分布对防腐涂层的微孔/裂纹封闭能力和自修复性能具有决定性影响。本研究开发了搭载苯并三唑(BTA)腐蚀抑制剂的新型双重响应纳米容器，其磁性组分(Fe₃O₄@BTA-ZIF-8)通过阴离子修饰的Fe₃O₄表面原位生长沸石咪唑酯骨架-8(ZIF-8)构建，独特结构赋予其pH响应性控释能力。在外磁场作用下，纳米容器可定向迁移至涂层/金属界面，提升局部抑制剂浓度。

Characterization of nanocontainers
扫描电镜(SEM)显示Fe₃O₄@BTA-ZIF-8保持ZIF-8的菱形十二面体结构(约400nm)，表面粗糙度增加源于Fe₃O₄核的嵌入。X射线衍射(XRD)证实其完美继承ZIF-8的晶体结构，傅里叶变换红外光谱(FTIR)在1385cm^-1处显示BTA特征峰。振动样品磁强计(VSM)测得饱和磁化强度为8.7emu/g，满足磁场操控需求。

Conclusions
本研究首创将磁性MOF材料应用于防腐领域，开发的Fe₃O₄@BTA-ZIF-8纳米容器通过磁场定向分布与pH触发释放的协同机制，使环氧涂层在3.5wt% NaCl溶液中35天后仍保持10¹⁰Ω·cm²级阻抗，划痕修复效率提升7倍。该工作为智能防腐涂层设计提供了新范式。