聚乙烯醇/钴纳米复合材料对软铸钢在1 M HCl中的腐蚀抑制机制与电化学研究

本综述系统探讨了新型聚乙烯醇/钴纳米粒子（Co-PVA）复合材料在1 M HCl介质中对软铸钢（SCS）的腐蚀抑制性能。通过傅里叶变换红外光谱（FTIR）、X射线衍射（XRD）、扫描电子显微镜（SEM）等表征手段确认了钴纳米粒子的球形形态及其在聚合物基质中的成功嵌入。电化学测试（EIS、PDP）表明该复合材料属于混合型抑制剂，最大抑制效率达96.9%（303 K），其吸附行为符合Langmuir等温模型。表面分析（AFM、SEM-EDS、XPS、接触角测量）进一步证实其在金属表面形成保护膜，展现出优异的工业防腐潜力。

　　

亮点（Highlights）

• 新型Co-PVA纳米复合材料通过化学共沉淀法成功合成

• SEM与XRD分析证实球形钴纳米粒子均匀分散于PVA基质

• 在1 M HCl中对软铸钢展现96.9%的超高腐蚀抑制效率

• 电化学测试表明其属于混合型抑制剂（同时抑制阳极与阴极反应）

• 吸附行为符合Langmuir等温模型，形成单分子保护层

• 多维度表面分析（AFM/SEM-EDS/XPS/接触角）验证保护膜形成

结论（Conclusions）

Co-PVA纳米复合材料在1 M HCl溶液中对软铸钢表现出卓越的腐蚀抑制性能，其抑制效率随浓度增加而提升。高温环境下效率略有下降，表明该材料更适用于低温工况。电化学阻抗谱（EIS）显示电荷转移电阻显著增加，双电层电容降低，证实保护膜有效阻隔腐蚀介质。动电位极化（PDP）曲线证明该复合材料通过抑制阳极金属溶解和阴极析氢反应发挥混合型抑制剂作用。吸附过程符合Langmuir模型，表明分子在金属表面形成有序单层覆盖。表面形貌分析（AFM/SEM）、元素分布（EDS）、化学态分析（XPS）及疏水性测试共同证实保护膜的存在，为纳米复合材料在工业防腐领域的应用提供理论依据。