本文介绍了一种通过使用纳米填料同时提高环氧树脂涂层阻隔性和腐蚀抑制性的改性方法。在该方法中，首先利用原位聚合反应在还原氧化石墨烯（RGO）上生长聚苯胺（PANI）纳米纤维，然后通过水热反应将磷酸铈（CePO4）纳米颗粒直接修饰到聚苯胺/还原氧化石墨烯（PANI/RGO）复合材料上，成功制备了一种新型疏水、耐腐蚀的PANI/RGO/CePO4纳米复合材料。通过傅里叶变换红外光谱（FT-IR）、紫外-可见光谱（UV-Vis）、X射线衍射（XRD）、X光电子能谱（XPS）和场发射扫描电子显微镜（SEM）进行了物理和化学表征。将PANI/RGO/CePO4纳米材料复合到环氧树脂中，并喷涂在Q235碳钢上，通过交流阻抗谱和盐雾试验测试了其耐腐蚀性能。结果表明，PANI/RGO/CePO4纳米复合材料提高了环氧树脂的阻隔性能。此外，腐蚀前后的X射线光电子能谱（XPS）显示，复合材料中CePO4释放的铈离子和磷酸根离子具有缓蚀作用。它在低碳钢上形成了氧化铈和磷酸铁缓蚀膜，并切断了电解液和基材之间的直接接触。研究证实，这种纳米材料负载环氧树脂涂层可以极大提高复合材料的抗腐蚀能力。
图1.PANI/RGO和PANI/RGO/CePO4纳米材料制备示意图。
图2.（a）PANI、RGO、CePO4、PANI/RGO和PANI/RGO/CePO4纳米材料的FT-IR光谱。（b）RGO和PANI/RGO/CePO4纳米材料的紫外-可见光谱。
图3.PANI、GO、RGO、PANI/RGO和PANI/RGO/CePO4纳米材料的XRD图谱。
图4.（a）PANI/RGO/CePO4纳米材料的整体XPS全扫描，以及Ce3d（b）、O1s（c）、P2p（d）和C1s（e）的高分辨率XPS光谱。
图5.PANI（a）、RGO（b）、PANI/CePO4复合材料（c）和PANI/RGO/CePO4复合体（d）的SEM图像。（e）PANI/RGO/CePO4纳米材料的EDS图谱分析。
图6.PANI/RGO（a1-a4）和PANI/RGO/CePO4（b1-b4）纳米复合材料在不同溶剂中的稳定性（1：去离子水，2：乙醇，3：1-甲基-2-吡咯烷酮，4：二甲基甲酰胺）。
图7.浸渍在3.5wt%NaCl溶液中的无缺陷纯环氧树脂、PANI/RGO/CePO4/环氧树脂和PANI/RGO/环氧树脂样品的Bode图（a1）和相位角与频率（a2）。（b1）环氧树脂和（b2）PANI/RGO/CePO4-环氧树脂涂层保护示意图。
图8.纯环氧树脂（a）、CePO4（b）、PANI/RGO（c）和PANI/RGO/CePO4（d）涂层的水接触角。
图9.不同PANI/RGO/CePO4样品的奈奎斯特图（a）、Bode图（b）以及阻抗模量与频率的关系。（c）不同PANI/RGO/CePO4样品的相位角与频率的关系。
图10.20天后，对纯环氧树脂（a1-a4）、PANI/RGO/环氧树脂（b1-b4）和PANI/RGO/CePO4/环氧树脂（c1-c4）样品进行盐雾试验。
图11.具有人工缺陷的纯环氧树脂（a1,a2）、PANI/RGO/环氧树脂（b1,b2）和PANI/RGO/CePO4/环氧树脂样品（c1,c2）（长度为10mm）浸入3.5wt%NaCl溶液中不同时间的奈奎斯特、Bode图以及相位角与频率的关系。（d1,d2）电气等效电路模型。
图12.纯环氧树脂、PANI/RGO/环氧树脂和PANI/RGO/CePO4/环氧树脂样品的|Z|0.01Hz值与浸渍时间的关系。
图13.（a）腐蚀试验前后的整体XPS。（b-e）腐蚀后PANI/RGO/CePO4涂层下的碳钢抑制膜中各元素的XPS光谱。
图14.PANI/RGO/CePO4纳米片在环氧树脂基体中的阻隔和活性抑制机理。
