中空介孔二氧化鋯智能納米容器的制備及其在防腐涂層中的應(yīng)用研究.pdf

1、納米容器是近幾年提出的一個新興理念，具有納米尺度的外層殼內(nèi)層核的結(jié)構(gòu)是其最基本的骨架特征。二氧化鋯(ZrO2)作為最耐高溫的氧化物之一成為材料領(lǐng)域研究熱點(diǎn)。但是將其制成中空介孔結(jié)構(gòu)使其密度更小，裝載力更強(qiáng)的研究卻相對很少，而這些特性正是我們將ZrO2作為納米容器應(yīng)用于各個領(lǐng)域所必須具備的，所以如何能夠制備出具有中空結(jié)構(gòu)的介孔ZrO2微球是我們工作的重點(diǎn)。使用傳統(tǒng)的硬模版法制備的中空微球極易破碎，幾乎無法成型，本文使用溶膠-凝膠(sol-

2、gel)保護(hù)法成功制備出了結(jié)構(gòu)穩(wěn)定且可控的中空介孔ZrO2微球(HMZSs)。
　　同時，將智能納米容器的空腔內(nèi)吸附緩蝕劑，然后將其摻入涂層中形成具有自修復(fù)能力的智能防腐涂層的研究成為防腐研究領(lǐng)域的一大熱點(diǎn)。制備的HMZSs本身帶負(fù)電，根據(jù)正負(fù)電相互吸引的理論，在中性條件下HMZSs吸附帶正電的客體分子到其空腔內(nèi)部，構(gòu)筑智能納米容器體系。然后根據(jù)兩種物質(zhì)的等電點(diǎn)的不同，不同的pH值的環(huán)境下兩種物質(zhì)所帶電荷不同，二者會產(chǎn)生相互吸引或

3、者相互排斥的現(xiàn)象。這種相互作用能夠使智能納米容器在不同的pH值條件下對其內(nèi)部吸附的客體分子分別做出“零釋放或微弱釋放”或“快速且大量釋放”的反應(yīng)，從而達(dá)到pH可控釋放。
　　金屬腐蝕的影響越來越嚴(yán)重，在金屬外包覆一層防腐層是目前對于防腐研究的一個主要手段。傳統(tǒng)的鉻化涂層雖然修復(fù)效果很好，但由于其會產(chǎn)生污染環(huán)境的六價鉻而逐漸被環(huán)境友好型、具有自修復(fù)能力特點(diǎn)的智能防腐涂層取代。具有自修復(fù)能力的防腐涂層主要有兩部分:第一部分是起物理阻隔

4、作用的消極涂層;第二部分是均勻分散于消極涂層中的裝載有緩蝕劑分子且能夠?qū)ν饨绛h(huán)境局部刺激做出快速響應(yīng)的智能納米容器。當(dāng)涂層受損，局部被破壞的微陽極和微陰極區(qū)酸堿性會發(fā)生變化。將構(gòu)筑的pH可控釋放納米容器體系摻雜到水性環(huán)氧涂料中涂覆到金屬表面制成智能防腐層，當(dāng)周圍環(huán)境的pH發(fā)生變化時，緩蝕劑分子釋放，從而減緩腐蝕并且達(dá)到自愈合效果。毫無疑問，智能納米容器在整個體系中起了關(guān)鍵性的作用，其不同的結(jié)構(gòu)有不同的pH可控釋放特性，不同的釋放特性使其