MOF@g-C₃N₄改性水性环氧智能涂层

摘要

采用一步溶剂热法合成NH₂-UIO-66装载2-巯基苯并噻唑（MBT）功能化g-C₃N₄纳米片（UMC），并将其引入到自制的水性环氧丙烯酸酯乳液（WEP）中制成复合涂层（UMC/WEP）。紫外可见光谱分析表明：UMC中负载了约14.2%（质量分数，下同）的MBT，并能释放出MBT。UMC在WEP中能较好分散，涂层断面SEM显示UMC与WEP具有较好相容性。EIS数据表明：经过长达60天的3.5%Na Cl溶液浸泡后，UMC/WEP复合涂层的|Z_{0.01 Hz}|值仍为1.19×10¹⁰Ω·cm²，比空白WEP涂层同期高4个数量级。SEM-EDS表明：在3.5%Na Cl溶液浸泡60天后，经UMC/WEP涂层保护的金属表面腐蚀产物较其他3种涂层少，腐蚀产物中铁含量最高，为93.84%，氧和氯含量分别低至6.00%和0.16%。人工划痕UMC/WEP涂层在3.5%Na Cl溶液浸泡48 h后阻抗和|Z_{0.01 Hz}|值均明显增加。UMC/WEP涂层浸泡初期，g-C₃N₄纳米片的迷宫阻隔效应发挥被动防腐功能，后期腐蚀发生时，NH₂-UIO-66框架坍塌及时释放MBT和Zr⁴⁺，发挥主动防腐功能。此外，NH₂-UIO-66中的Zr⁴⁺会与Fe³⁺和Fe²⁺竞争OH^-，形成保护膜，也有助于减缓金属的腐蚀。

关键词

水性环氧-丙烯酸酯乳液 / g-C₃N₄ / 金属有机框架 / 智能涂层 / 防腐性能