祝贺王羊洋博士在《Construction and Building Materials》上发表文章
近日，课题组王羊洋博士在Construction and Building Materials上发表了一篇文章，主要研究了一种新型高效的MOF基阻锈剂在水泥浸出液中的钢筋缓蚀效果，并进一步探究了其作用机理。
由钢筋锈蚀引发的钢混结构劣化是一个愈发严峻的工程问题，严重缩短钢筋混凝土结构的服役寿命。在众多的腐蚀防护措施中，使用内掺型阻锈剂被认为是延缓混凝土中钢筋锈蚀的有效手段，相关研究结果表明有机阻锈剂主要是通过在钢筋表面吸附成膜阻隔侵蚀性离子渗透进而抑制钢筋腐蚀的阴阳极电化学反应的发生，然而传统的有机阻锈剂局限于其分子结构中杂原子和极性基团的数量进而表现出较弱的吸附能力和较低的阻锈效率。
金属有机框架（MOFs）是一种由金属离子（团簇）结点与多齿状有机配体经过配位自组装形成的晶态多孔杂化材料，MOFs拥有的超分子结构属性赋予了其丰富的材料类别及优异的物化性能。在众多的Zn-MOFs（Zn2+为结点）产品中， ZIF-8具有温和、绿色、无毒的合成条件，同时ZIF-8的疏水性，高热和高碱化学稳定性，拓扑结构中大量的含氮咪唑基团亦使其具有作为钢筋阻锈应用于混凝土材料的潜力。
该论文采用简易环保的溶剂法制备得到ZIF-8材料，采用交流阻抗和动电位极化测试手段结合场发射扫描电镜和拉曼光谱研究了水泥浸出液中ZIF-8阻锈剂对钢筋的阻锈效果；利用紫外分光光度计及原子力显微镜表征了ZIF-8阻锈剂在钢筋表面的吸附行为。结果表明，利用溶剂法成功制备得到平均粒径为75 nm的截断菱形十二面体状的ZIF-8颗粒；在3.5 wt.% NaCl的水泥浸出液中，ZIF-8阻锈剂紧密吸附在钢筋表面并主要通过抑制铁的溶解来降低阳极反应的发生，进而增大钢筋表面电荷传质电阻，提高极化电阻值，并且在浸没24 h前ZIF-8的阻锈效率始终高于95 %；随着氯离子的不断渗入，由钢筋表面点蚀区引起的局部pH降低导致ZIF-8结构坍塌，释放的2-MeIM配体进一步与铁原子形成Fe-N配位的化学吸附作用。ZIF-8阻锈剂的引入减少了钢筋表面腐蚀产物的积累，显著延缓了钢筋腐蚀发生的时间，在0.04 wt.%浓度下浸没168 h后，ZIF-8的对钢筋的阻锈效率仍然保持在88 %。因此研究制备的ZIF-8阻锈剂有望作为一种新型高效的钢筋阻锈剂应用于沿海工程建设领域。
图 含氯离子水泥浸出液环境下ZIF-8阻锈剂对钢筋腐蚀性能的影响
全文链接：https://doi.org/10.1016/j.conbuildmat.2021.125946
