二维二硫化钼掺杂聚吡咯涂层对铝在氢氧化钠溶液中的腐蚀防护机制研究

本研究针对铝在碱性介质中腐蚀加剧的问题，通过电化学方法制备聚吡咯(PP)和二维二硫化钼(2D-MoS2)掺杂PP涂层，采用塔菲尔极化法测定腐蚀速率。结果表明，4000 ppm MoS2掺杂PP涂层使铝的腐蚀速率降至0.0032 mm/年，防护效率达99.9%，为工业防腐提供了新策略。

　　

金属腐蚀被称为"金属癌症"，每年造成巨大的经济损失。其中，铝作为仅次于钢铁的第二大使用金属，在碱性环境中其天然氧化铝(Al₂O₃)保护层易遭破坏，导致腐蚀加速。这一问题在化工、海洋工程等领域尤为突出。传统防护方法如缓蚀剂添加或阴极保护存在效率低、成本高等局限，而导电聚合物涂层技术因其工艺简单、效果显著成为研究热点。

研究人员通过电化学方法在铝表面构建聚吡咯(PP)和二维二硫化钼(2D-MoS₂)掺杂的复合涂层。采用循环伏安法(CV)、计时电流法和计时电位法三种电化学技术制备涂层，通过塔菲尔极化曲线评估其防腐性能。扫描电子显微镜(SEM)用于表征涂层形貌。结果显示，4000 ppm 2D-MoS₂掺杂的PP涂层使铝在0.1 M NaOH溶液中的腐蚀速率降至0.0032 mm/年，防护效率高达99.9%，较纯PP涂层提升34个百分点。

在材料与方法部分，研究使用Ivium Technologies电化学工作站，将1 cm²铝电极置于含0.2 M吡咯单体和不同浓度(500-5000 ppm)2D-MoS₂的0.2 M草酸溶液中进行电聚合。2D-MoS₂通过机械剥离法制备，具体工艺参照团队前期研究。

结果与讨论部分揭示：CV法制备的涂层具有最优防腐性能；SEM显示MoS₂掺杂使涂层更致密；塔菲尔曲线分析表明4000 ppm为最佳掺杂浓度，超过该值可能出现团聚效应。与文献对比发现，该成果将铝的防腐效率从文献报道的69.7%提升至99.9%，实现重大突破。

结论指出，2D-MoS₂的层状结构能有效阻隔腐蚀介质渗透，其与PP的协同作用增强了涂层屏障性能。该研究为开发高效金属防腐涂层提供了新思路，其电沉积工艺兼具成本低、易规模化优势，具有重要工业应用价值。论文发表于《Journal of Molecular Structure》，为相关领域研究提供了重要参考。