金属有机凝胶纳米颗粒增强环氧涂层的pH敏感性腐蚀抑制性能研究及其在复杂环境中的应用

本研究创新性地将锆基金属有机凝胶（Zr-MOG）纳米颗粒作为柔性非晶凝胶引入环氧涂层，通过溶胶-凝胶法绿色合成，显著提升涂层在酸性(pH-3)、中性(pH-7)和碱性(pH-10)环境下的自修复能力。电化学阻抗谱(EIS)显示其修复效率分别达472.7%、287.8%和208.8%，场发射扫描电镜(FE-SEM)证实Ep/Zr-MOG-pH-7阻抗值高达~260 kΩ·cm2，为智能防腐涂层开发提供新思路。

　　

Highlight

本研究首次系统探索金属有机凝胶(MOGs)在腐蚀防护中的应用。通过对比传统金属有机框架(MOFs)的刚性结构，锆基MOG(Zr-MOG)凭借其柔性非晶特性和介微孔结构，在环氧基质中展现出卓越的pH响应性。

Materials

实验采用环保型溶胶-凝胶法合成Zr-MOG：以硝酸氧锆(IV)(ZrO(NO₃)₂·xH₂O)和对苯二甲酸(H₂BDC)为原料，通过90°C/110°C/140°C老化温度调控纳米结构，避免使用有毒溶剂。

FT-IR spectroscopy

红外光谱分析揭示关键配位特征：未配位有机基团出现在高波数区，而Zr-MOG-140样品中羧酸基团(–COOH)与锆离子的配位使特征峰显著红移，证实成功构建金属-有机配位网络。

Conclusion

Zr-MOG纳米颗粒通过三个机制增强防护性能：(1)pH响应性表面电荷调节；(2)活性位点(–OH/–COOH)与腐蚀介质的螯合作用；(3)机械变形下的孔隙自填充能力。中性环境中形成的致密钝化膜使其阻抗值超越酸性环境表现。