【摘 要】
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金属有机骨架（MOF）膜层具有孔径均一可调、孔隙率高等特点,被广泛应用于气体分离、化学催化等领域;MOF膜层在金属防腐领域应用很少,ZIF系列MOF膜层中的咪唑啉结构对铝合金具有缓蚀作用,因此MOF膜层在腐蚀与防护领域具有潜在的优势。本文拟采用多种方法在2024铝合金表面构筑新型高耐蚀MOF系列膜层,并对其生长机制和性能进行系统研究。首先研究不同制备工艺对铝合金表面ZIF-8膜层生长的影响规律。利
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金属有机骨架（MOF）膜层具有孔径均一可调、孔隙率高等特点,被广泛应用于气体分离、化学催化等领域;MOF膜层在金属防腐领域应用很少,ZIF系列MOF膜层中的咪唑啉结构对铝合金具有缓蚀作用,因此MOF膜层在腐蚀与防护领域具有潜在的优势。本文拟采用多种方法在2024铝合金表面构筑新型高耐蚀MOF系列膜层,并对其生长机制和性能进行系统研究。首先研究不同制备工艺对铝合金表面ZIF-8膜层生长的影响规律。利用原位生长法无法在铝合金表面制备连续的ZIF-8膜层,所制备的膜层出现大面积脱落;采用多巴胺对铝合金改性,ZIF-8膜层在铝合金表面生长得到一定改善,但仍然不能形成连续膜层;在铝合金表面预先制备Zn O膜层,并以Zn O为模板制备ZIF-8膜层,所制备的ZIF-8膜层连续均匀,但膜层耐蚀性能并不理想;在铝合金表面预先制备水滑石（LDH）膜层,并以LDH膜层为模板制备ZIF-8膜层,所制备的ZIF-8膜层连续均匀,且膜层的耐蚀性能得到显著提升。采用LDH膜层作为模板在铝合金表面制备ZIF-8膜层并对其生长机制进行研究。ZIF-8膜层的生长取决于LDH膜层的组织结构、ZIF-8膜层的生长时间以及生长温度等。随ZIF-8膜层生长时间增加、生长温度升高,所制备的ZIF-8膜层对铝合金的防护性能越好。当反应温度固定为140℃时,反应时间48 h时,所制备ZIF-8膜层对铝合金的防护性能在所研究时间中达到最好;当反应时间固定为24 h,反应温度180℃时,所制备ZIF-8膜层对铝合金的防护性能在所研究温度中达到最好;当预生长的LDH膜层的反应时间为6 h时,所制备24 h ZIF-8膜层对铝合金的防护性能最好。通过预生长LDH膜层作为模板,在不同的制备温度、时间及p H值条件下,在铝合金表面制备出由不同有机配体和锌离子配位形成的ZIF膜层,并对膜层组织结构及耐蚀性能进行研究。有机配体为2-甲基咪唑和苯并咪唑时,更有利于ZIF膜层的生长;有机配体为2-氨基苯并咪唑所制备的ZIF膜层耐蚀性能更好。
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