1. 研究目的与意义
研究背景
不锈钢机械强度高、导电导热性能好且成本低，是作为质子交换膜燃料电池（PEMFC）的双极板的理想材料。但不锈钢材料长期在潮湿环境和腐蚀介质中不可避免会被腐蚀，从而缩短使用寿命，这种情况在燃料电池内部显得更为突出。制备具有良好的导电性和耐蚀性的涂层是解决该问题的方法之一。
传统的防腐蚀涂层只能被动防护，一旦涂层被破坏该涂层就会失效，涂层寿命短。因此，制备出一种可以像生物组织一样进行自我修复，从而实现对不锈钢材料的长期防腐尤为重要。可以通过在涂层中添加腐蚀抑制剂（缓蚀剂）实现主动防护。传统的缓蚀剂可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂，但是大部分无机缓蚀剂都有毒，传统的有机缓蚀剂在中性环境中耐蚀性差。金属有机框架（MOFs）是由金属离子（或簇）和有机配体由配位作用形成的晶体材料，MOFs基缓蚀剂利用无机-有机缓蚀剂协同作用为腐蚀防护提供了新的方向[1]。沸石咪唑骨架[2]（ZIFs） 是由金属离子与咪唑基或其衍生物作为配体通过络合作用桥连组装形成的超分子晶体配位聚合物，相较于其他MOFs，有着较好的水稳定性和化学稳定性[3]。Wang等人通过溶剂热合成法在锌合金基体表面制备了疏水ZIF-67防护膜，阻碍了电化学腐蚀反应的继续进行[4]；Lashgari等人使用APS对ZIF-67进行表面改性，制备出一种智能防腐颜料，表现出长期的防腐性能[5]。
2. 研究内容和预期目标
研究内容
本课题通过构建ZIFs/PPy复合涂层提高不锈钢材料的耐蚀性。通过对不锈钢进行表面处理并优化涂层制备工艺，获得附着力强、结构致密、缺陷少的涂层结构。通过模拟腐蚀环境，测定涂层的防腐蚀性能，获得涂层的构效关系，以调控各组分配比，获得最优的涂层制备工艺，并进一步探究涂层的防腐机理。具体包括以下四个部分的研究内容。
1. ZIFs材料的合成
3. 研究的方法与步骤
研究步骤
1.不锈钢表面处理：
使用不同等级的砂纸对不锈钢表面进行打磨去除表面钝化层，然后依次使用去离子水、乙醇对不锈钢表面进行清洗。
4. 参考文献
参考文献
[1] 卫元坤. 缓蚀剂负载型MOFs材料的制备及其在智能防腐涂层中的应用研究 [D]; 北京石油化工学院, 2022.
[2] LASHGARI M, YARI H, MAHDAVIAN M, et al. Synthesis of graphene oxide nanosheets decorated by nanoporous zeolite-imidazole (ZIF-67) based metal-organic framework with controlled-release corrosion inhibitor performance; Experimental and detailed DFT-D theoretical explorations [J]. Journal of Hazardous Materials, 2021, 404: 124068.
5. 计划与进度安排
1、2024.12.19～2024.03.12：查阅文献，了解课题背景，初步设计实验，完成开题报告。
2、2024.03.12～2024.03.31：开展初步实验，合成不同浓度的PPy，制备ZIF-67。
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