DOI:10.1016/j.surfifin.2020.100760
在當前工作中，采用靜電紡絲技術成功制備了PCL/ZnO（聚己內酯/氧化鋅），PCL/NiO（聚己內酯/氧化鎳），PCL/CuO（聚己內酯/氧化銅）和PCL/ZnO-NiO-CuO（聚己內酯/氧化鋅-氧化鎳-氧化銅）并將其沉積在低碳鋼上。通過SEM、EDX和FT-IR對低碳鋼上的所有納米纖維涂層進行了表征。在1M HCl中，利用ZnO/NiO/CuO/PCL納米纖維層涂覆低碳鋼作為防腐蝕保護膜。使用開路電勢（OCP），電化學阻抗譜（EIS），線性極化電阻（LPR）和動電位極化（PDP）等一系列電化學技術分析了ZnO/NiO/CuO/PCL納米纖維層的耐腐蝕性能。結果表明，在Tafel圖中，隨著腐蝕電位向正方向移動，陽極和陰極反應均急劇下降。LPR結果表明，ZnO-NiO-CuO/PCL納米纖維涂層的最高保護效率為94.8％。EIS光譜表明，ZnO/PCL、NiO/PCL、CuO/PCL和ZnO-NiO-CuO/PCL涂覆低碳鋼實現了高頻下的電容行為以及法頻部分的涂層強度，其電阻分量分別為474.76 ohm.cm2、527.35 ohm.cm2、714.73 ohm.cm2和744.80 ohm.cm2，表明涂層具有良好的阻隔性能和高歐姆電阻。經SEM觀察到較直且相互連接的結構，具有相對較小的孔隙率和均勻的纖維直徑。對于ZnO/PCL、NiO/PCL、CuO/PCL和ZnO-NiO-CuO/PCL，纖維的平均直徑分別為429nm、525nm、639nm和443nm。EDX和FT-IR結果證實了ZnO、NiO和CuO的存在及其在PCL基質中的分布情況。本研究結果表明，ZnO-NiO-CuO/PCL靜電紡絲納米纖維涂層可作為一種新型的金屬氧化物納米復合涂層，使低碳鋼具有優異的耐腐蝕性能。
圖1.ZnO/PCL納米纖維薄膜的SEM圖像（A），直徑分布（B）和ZnO/PCL納米纖維薄膜的EDX分析（C）
圖2.NiO/PCL納米纖維膜的SEM圖像（A），直徑分布（B）和NiO/PCL納米纖維膜的EDX分析（C）
圖3.CuO/PCL納米纖維膜的SEM圖像（A），直徑分布（B）和CuO/PCL納米纖維膜的EDX分析（C）
圖4.ZnO-NiO-CuO/PCL納米纖維薄膜的SEM圖像（A），直徑分布（B）和ZnO-NiO-CuO/PCL納米纖維薄膜的EDX分析（C）
圖5.纖維的EDX分析，A）納米纖維ZnO/PCL，B）納米纖維NiO/PCL，C）納米纖維CuO/PCL，D）納米纖維ZnO-NiO-CuO/PCL
圖6.ZnO/PCL，CuO/PCL，NiO/PCL和ZnO-CuO-NiO/PCL納米纖維薄膜的FT-IR光譜
圖7.裸露的低碳鋼和具有納米纖維膜涂層的低碳鋼在1M HCl中的開路電勢曲線（OCP）
圖8.裸露的低碳鋼和具有納米纖維膜涂層的低碳鋼在1M HCl中的電勢極化曲線
圖9.低碳鋼和納米纖維薄膜涂覆低碳鋼在1M HCl中的奈奎斯特圖（A），低碳鋼和納米纖維薄膜涂覆低碳鋼在1M HCl中的Bode幅值圖（B），低碳鋼和納米纖維薄膜涂覆低碳鋼在1M HCl中的Bode相角圖（C）
圖10.低碳鋼在1M HCl中的等效電路模型（A）和納米纖維薄膜涂覆低碳鋼在1M HCl中的等效電路模型（B）
圖11.在1M HCl中低碳鋼PCL/Zn-Ni-Cu涂層腐蝕的可能機理
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