聚吡咯和ZIF-67修饰氧化石墨烯复合涂层的可持续腐蚀防护机制研究

本文创新性地将ZIF-67/氧化石墨烯（ZG）纳米杂化物作为填料分散于水性环氧丙烯酸酯涂层（DCE），并通过电沉积聚吡咯（PPY）构建了具有自修复功能的ZG/DCE/P复合防腐涂层。研究表明，该涂层通过ZG填料的被动屏障作用（延长腐蚀介质渗透路径）与PPY层的主动防护机制（氧化还原活性和缓蚀剂控释）协同增效，在酸性环境中展现出长达30天的稳定防腐性能，为工程防腐涂层的开发提供了新思路。

　　

亮点聚焦

材料特性

钴硝酸盐（Co(NO₃)₂·6H₂O）、2-甲基咪唑（2-MI）等试剂购自阿拉丁化学有限公司。通过拉曼光谱分析发现，所有ZG样品均呈现特征D峰（1389 cm^-1，源于C-sp³杂化缺陷）和G峰（1593 cm^-1，反映C-sp²晶格振动），证实了ZIF-67在GO表面的成功锚定。

腐蚀防护机制

腐蚀过程主要受Cl^-、H₃O⁺、H₂O和溶解O₂驱动。ZG/DCE/P涂层通过三层防御体系实现保护：1）PPY外层作为物理屏障；2）其氧化还原活性将氧还原反应（O₂ + 2H₂O + 4e^- → 4OH^-）导向涂层表面；3）ZG填料释放的咪唑配体在酸性微环境中形成缓蚀保护膜。

研究结论

该工作成功构建了具有"被动-主动"双防护机制的ZG/DCE/P复合涂层。微观结构分析表明，ZG填料使环氧树脂交联密度提升47%，而PPY层有效延缓缓蚀剂流失。在模拟工业腐蚀环境中，该涂层体系展现出显著优于传统涂料的耐久性，为多功能防腐涂层的设计提供了范式。