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層核的結構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域研究熱點。但是將其制成中空介孔結構使其密度更小，裝載力更強的研究卻相對很少，而這些特性正是我們將ZrO2作為納米容器應用于各個領域所必須具備的，所以如何能夠制備出具有中空結構的介孔ZrO2微球是我們工作的重點。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)保護法成功制備出了結構穩(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吸附緩蝕劑，然后將其摻入涂層中形成具有自修復能力的智能防腐涂層的研究成為防腐研究領域的一大熱點。制備的HMZSs本身帶負電，根據正負電相互吸引的理論，在中性條件下HMZSs吸附帶正電的客體分子到其空腔內部，構筑智能納米容器體系。然后根據兩種物質的等電點的不同，不同的pH值的環(huán)境下兩種物質所帶電荷不同，二者會產生相互吸引或

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，從而達到pH可控釋放。
　　金屬腐蝕的影響越來越嚴重，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效果很好，但由于其會產生污染環(huán)境的六價鉻而逐漸被環(huán)境友好型、具有自修復能力特點的智能防腐涂層取代。具有自修復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對外界環(huán)境局部刺激做出快速響應的智能納米容器。當涂層受損，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鍵性的作用，其不同的結構有不同的pH可控釋放特性，不同的釋放特性使其