金属腐蚀现象和危害广泛存在于日常生活与工业生产中，因腐蚀导致的直接经济损失相当巨大。根据金属所处的环境，研究金属材料的腐蚀规律并采取有效的防护措施以降低金属的腐蚀速率具有重要的现实意义。聚苯胺（PANI）具有易合成、无毒性、高导电性、良好的化学和环境稳定性、可逆的氧化还原性等特性，在保护金属方面显示出了广阔的应用前景。通常，PANI可利用其氧化电位比铁高，还原电位比氧低的优势，实现基底金属抗腐蚀的目的。尽管PANI具有较好的发展前景，但PANI难熔溶和不易加工，涂层结构不致密、对金属基体附着力不强和在腐蚀环境耐久性不足一直制约其实际应用。

针对上述问题，重庆三峡学院环境与化学工程学院青年教师胡传波博士采用阴极电沉积法在碳钢基体制备强附着性ZnO薄膜，然后将化学氧化聚合法制备的易加工性聚N-甲基苯胺（PNMA）和PNMA/SiC复合材料通过共溶法沉积在ZnO表面，分别得到具有p-n结的强附着性PNMA-ZnO和PNMA/SiC-ZnO涂层。研究结果表明，相比于PNMA涂层表面大小不一的裂纹和成膜的不均匀性，PNMA-ZnO和PNMA/SiC-ZnO涂层具有良好的成膜能力，且PNMA/SiC-ZnO涂层对碳钢基体的腐蚀保护效率高达97.43%。

图1 (a) PNMA/SiC-ZnO涂层的制备示意图；(b)不同涂层表面的SEM图像

为了进一步提高PANI的可加工性和涂层的耐久性，最近我们将盐酸（HCl）、对甲苯磺酸（TSA）和十二烷基苯磺酸（DBSA）掺杂的PANI与环氧树脂（EP）通过共混喷涂的方法涂装到碳钢基体上，分别得到具有强附着性的PEC-HCl、PEC-TSA和PEC-DBSA涂层。研究结果发现，有机酸尤其是DBSA提高了PANI的质子酸掺杂度、电子导电性和结构致密性；具有丝状纤维结构的PANI-DBSA利于其在环氧树脂中的分散。划格涂层在3.5% NaCl溶液中加速浸泡90天后，分散在PEC-DBSA涂层中的PANI填料促使碳钢表面形成均匀致密的钝化保护层。相比于EP涂层，PEC-DBSA涂层的腐蚀速率降低约90%。

图2 (a)不同酸掺杂态PEC涂层的制备示意图；(b)在3.5% NaCl溶液中加速浸泡90天后划格涂层下方碳钢表面的SEM图像

以上相关成果分别以“Fabrication of poly(N-methylaniline)/SiC-ZnO bilayer coatings onto the carbon steel substrate and studies on its anticorrosion properties”和“Preparation and corrosion protection of three different acids doped polyaniline/epoxy resin composite coatings on carbon steel”为题发表在Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects上，论文第一作者为重庆三峡学院青年教师胡传波博士，东北大学厉英教授和香港浸会大学任康宁教授分别为共同通讯作者。该研究工作得到了国家自然科学基金（Nos：51834004, 51774076, 51704063, 51773173）、中央高校基本科研业务费（No. N172507011）、重庆市教育委员会科学技术研究项目（Nos. KJQN201901223, KJQN201901228, KJQN202001234）等经费的支持。

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https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0927775719311690

https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/S0927775720316629

作者简介：胡传波，男，博士，讲师。2018年10月获东北大学博士学位，香港浸会大学博士后。研究方向为材料表面科学与技术、电化学腐蚀与防护等。发表学术论文20余篇，其中，SCI收录论文16篇、EI收录论文2篇。