植酸修饰Ce-MOF增强水性环氧涂层的防腐性能与自修复特性研究

针对金属腐蚀防护需求，研究人员通过植酸(PA)修饰Ce-MOF纳米材料，开发出兼具优异防腐与自修复功能的水性环氧涂层。实验表明，PA@Ce-MOF复合涂层在60天浸泡后阻抗保持9.652×107 Ω·cm2，较纯环氧涂层提升266%，划痕区域阻抗72小时内自修复增长125%，为绿色防腐涂层设计提供新思路。

　　

金属腐蚀每年造成全球数千亿美元经济损失，传统溶剂型防腐涂料释放挥发性有机物(VOCs)污染环境。水性环氧涂层虽环保但存在微孔缺陷，导致防护性能下降。Ce-MOF(金属有机框架)因其多孔结构和Ce³⁺缓蚀特性成为新型防腐填料，但单独使用时分散性和自修复能力有限。四川大学研究人员创新性地采用植酸(PA)修饰Ce-MOF，开发出PA@Ce-MOF/环氧复合涂层，相关成果发表于《Progress in Organic Coatings》。

研究团队通过溶剂热法合成Ce-MOF，利用PA的24个氧供体与Ce³⁺配位形成包覆膜。采用FT-IR、XPS等技术证实PA成功修饰，通过EIS和盐雾试验评估涂层性能。0.75 wt% PA@Ce-MOF涂层在60天浸泡后低频阻抗(|Z|_{0.01 Hz})保持9.652×10⁷ Ω·cm²，较纯环氧涂层提升两个数量级。划痕区域因PA与Fe²⁺反应生成钝化膜，72小时内阻抗从2.422×10⁵升至5.463×10⁵ Ω·cm²，展现显著自修复效应。

【材料表征】XRD显示PA修饰后Ce-MOF特征峰位移，TEM证实PA形成5-10 nm包覆层。XPS证实PA中P-O-Ce键形成，增强填料-基体界面结合力。

【防腐机制】PA@Ce-MOF通过三重作用实现防护：(1)MOF多孔结构物理阻隔腐蚀介质；(2)Ce³⁺与PA协同钝化金属基底；(3)PA游离磷酸基团与Fe²⁺反应修复划痕。

该研究首次将绿色PA与Ce-MOF复合，创制出环境友好型智能防腐涂层，为MOF材料在防腐领域应用开辟新途径。其双重主动/被动防护机制对海洋装备、油气管道等长周期防腐工程具有重要应用价值。