改性氧化石墨烯在金属防腐蚀涂层中的研究进展

黎晓琳，孔纲,* ，车淳山，张双红，赖徳林

（1.华南理工大学材料科学与工程学院，广东 广州 510640；2.广州特种承压设备检测研究院，广东 广州 510663）

有机涂层是金属防腐的有效手段之一，它主要起物理屏障作用，阻止腐蚀介质与基体接触。然而在涂层固化或使用过程中，其内部或表面容易形成宏观或微观缺陷，从而为水、Cl−、O2等腐蚀介质的渗透提供条件[1-4]。附着力、孔隙率和自修复能力都会影响涂层的耐蚀性和耐久性。近年来研究者们尝试用纳米填料来改善涂层的防腐蚀能力。

石墨烯(G)是一种由碳原子以sp²杂化轨道组成，呈蜂巢状六角形的单层二维碳纳米材料[5-6]。而氧化石墨烯(GO)是石墨烯经过化学氧化后的单一原子层产物，在原子层平面上形成了羟基、羧基、环氧基、羰基等含氧官能团，这是它能够进行改性的基础[7-8]。同时GO保留了G的高长径比及优异的抗渗透性，是一种能增强涂层耐蚀性的理想碳纳米材料。但是由于较大的比表面积和范德华力，氧化石墨烯在聚合物基料中容易聚集成团；另外，其表面大量的亲水基团令其不利于与树脂基料形成良好的界面，导致涂层内部更容易产生缺陷。

近年来越来越多的研究者将目光放在GO的改性上：一方面可改善GO在有机涂层中的分散性，增强涂层之间及涂层与基体之间的粘接力，提高涂层的致密性及减少涂层缺陷；另一方面通过引入特殊官能团或与特殊分子反应而功能化GO，使涂层具有自愈性或缓蚀性等功能，以满足长期保护的需要。本文根据不同的改性效果总结了相应的氧化石墨烯改性方法。

1 氧化石墨烯改性涂层

良好的分散性和相容性有利于GO形成迷宫状物理屏障。但现实问题是GO易形成不良界面，研究者们尝试在其表面接枝有机小分子、无机氧化物颗粒等来改善其分散性，提高其与涂层以及涂层与基体的界面结合力。

1.1 有机小分子

利用GO上的含氧官能团与带有特殊官能团的有机小分子反应，从而在其表面接枝有机小分子。

硅烷偶联剂的通式为Y(CH2)nSiX3，是同时含硅烷氧基和有机官能团的有机硅单体，X端通常为氯原子、甲氧基、乙氧基等可水解形成硅醇的基团，Y端通常为乙烯基、氨基、环氧基等可与有机物反应的官能团。硅烷偶联剂结构的特殊性令其成为改善无机物质与有机物质界面的“桥梁”[9]。Parhizkar等[10]用3−氨基丙基三乙氧基硅烷(APTES)在85 °C的N,N−二甲基甲酰胺(DMF)中与GO搅拌反应2 h，并将得到的改性GO应用于环氧涂层。GO表面的羟基和羧基、APTES发生部分水解生成的硅醇共价键以及GO表面羧基与APTES的胺基反应生成的羧酸铵配合物都提升了GO的分散性。阴极剥离试验的结果表明，改性后的环氧涂层在钢基体上的分层率有效降低，这是因为硅烷偶联剂间相互聚合形成了 Si─O网络，同时与基体形成Fe─O─Si共价键，提高了涂层的附着力。Pourhashem等[11]以APTES和γ−(甲基丙烯酰氧)丙基三甲氧基硅烷(GPS)分别改性氧化石墨烯，比较了它们对环氧(EP)涂料耐蚀性的影响。因APTES含有氨基(─NH2)，带有─NH2的一端与GO相连的同时，在它表面留下更多─O─Si活性位点，故APTES-GO/EP涂层对金属基体的附着力更强。Haghdadeh等[12]发现 3−缩水甘油醚氧基丙基三甲氧基硅烷(GPTS)的长脂肪链和末端的环氧基能增大GO片层间的空间位阻，增强与聚氨酯(PU)基体的界面相互作用。但绝大多数情况下很少单独使用硅烷偶联剂，它通常与其他改性剂共同作用才能获得更好的改性效果。

Zheng等[13]利用脲醛预聚物(UF)中的氨基与GO表面的羧基发生反应，并通过原位聚合在GO表面形成微球，成功制备了GO–UF复合材料。观察超声分散后的GO和GO–UF在EP中随时间的沉降，发现GO–UF在EP中具有很好的分散性。在3.5% NaCl溶液中浸泡3 500 h后，GO/EP涂层在0.01 Hz时的电化学阻抗模|Z|0.01Hz大幅下降，而GO–UF/EP涂层的|Z|0.01Hz只是略有下降，GO–UF明显改善了EP涂层的耐蚀性。这是由于UF令GO表面被疏水基团覆盖，提高了其与有机涂层的相容性，减少了涂层的微裂纹。Nayak等[14]利用对硝基苯胺改性 GO得到 FGO，并通过超声处理和旋涂工艺在碳钢基体上获得FGO/EP涂层。对硝基苯胺与GO表面的含氧官能团反应，提高了FGO的疏水性，从而达到提高在树脂基体中分散性的目的。Cui等[15]在pH为8.5的三羟甲基氨基甲烷缓冲液中令多巴胺(DA)在GO上进行自聚合，形成聚多巴胺(PDA)。在3.5% NaCl溶液中浸泡40 d，EP和GO/EP试样的开路电位(OCP)显著下降，GO–PDA/EP的OCP无明显变化。这是由于GO与PDA和DA分别存在π−π作用和共价键，GO–PDA在水性环氧树脂中的分散性更稳定，涂层的断面结构更致密。从扫描探针显微镜(SPM)图像可见，改性后的GO获得更大的长径比，有效延长了腐蚀介质的扩散路径。Sari等[16]用APTES和1,4−丁二醇缩水甘油醚(BDDE)改性氧化石墨烯(MGO)和纳米黏土颗粒(MNC)，并通过机械搅拌添加到EP涂层中，考察了MGO与MNC对EP涂层耐蚀性的协同作用，确定MGO与MNC的最佳质量比为7∶3。首先，APTES的硅烷氧基端与纳米片层颗粒表面的活性位点反应，再与BDDE分子通过开环反应相连，在GO和NC表面形成长链分子，空间位阻有效增大了GO与NC的层间间距，便于其分散于有机涂层中。

研究者还利用有机小分子上的胺基与树脂基体相互作用来改善GO与聚合物的界面强度和涂层的交联度。Ramezanzadeh等[17]以对苯二胺作为改性剂制备功能化氧化石墨烯(FGO)，并通过湿转移传递法制备了FGO/EP涂层。一方面，对苯二胺中的─NH2与GO表面的羧基和环氧基团发生反应，以垂直构型提供空间位阻，起到增大层间距的作用，有利于GO在涂层中的分散；另一方面，胺基化提高了GO与EP的相容性，增强了涂层的阻隔性。Zhang等[18]则考察了氨基笼型聚倍半硅氧烷(NH2-POSS)[19]改性GO对水性丙烯酸涂层耐蚀性的影响。NH2-POSS具有胺基官能团，可与GO表面及丙烯酸树脂的羧基发生反应，不仅能提高丙烯酸树脂的交联度，抑制涂层裂纹的产生和扩展，还增强了GO的电绝缘性，有效阻止涂层内腐蚀反应的电荷转移。

有机小分子改性氧化石墨烯能将部分亲水基团转变为与基体相容的疏水基团，改善了氧化石墨烯与有机涂层的界面问题。长脂肪链的小分子在一定程度上具有空间位阻作用，能抑制氧化石墨烯的团聚，带有特殊官能团的小分子能与固化剂或基体反应，增加基体的交联度，使涂层更致密。

1.2 无机氧化物颗粒

用于改善有机涂层防腐蚀性能的填料主要有阻隔型、缓蚀型和牺牲型。氧化锆(ZrO2)、氧化钛(TiO2)、氧化铝(Al2O3)、二氧化硅(SiO2)等无机氧化物纳米颗粒作为阻隔型填料不仅能增大氧化石墨烯片的层间距，在一定程度上抑制团聚，提高其在基料中的分散性，而且能减小涂层的孔隙率，阻碍腐蚀介质的渗透[20]。通常利用硅烷偶联剂作为桥梁令无机氧化物颗粒成功负载在氧化石墨烯片层上。

Di等[21]先分别用GPS和3−氨丙基三甲氧基硅烷(APS)修饰GO和氧化锆，再通过GPS与APS之间的酰胺化反应将氧化锆连接在GO表面。结果表明，GO的层间距由0.75 nm增至1.01 nm，经修饰后的ZrO2粒子均匀地分布在GO表面。在3.5% NaCl溶液中浸泡380 h后，相比EP和GO/EP涂层，GOZrO2/EP涂层仍保持相当高的阻抗。这是因为与多层结构相比，具有疏松薄层结构的GO-ZrO2在EP内部更易均匀分布[22-24]，因此能有效填充环氧涂层因溶剂挥发而产生的裂纹和微孔。Yu等利用APTES分别将TiO2[25]和Al2O3[26]连接在GO上，并通过超声振荡和机械搅拌添加到EP涂层中。TiO2和Al2O3显著增强了GO在EP中的分散性，并且它们起到了填补涂层微孔的作用，令其更加致密。另外，GO-TiO2的加入增大了涂层表面的水接触角，良好的疏水性可以延长涂层的初始浸泡期。

Ma等[27]通过超声振荡并加热搅拌的方法在无水乙醇中分别合成了功能化二氧化硅(APETS-SiO2)和功能化氧化石墨烯(GPS-GO)，并利用APTES和GPS之间的酰胺化反应合成出GO-SiO2杂化物，确定APTES-SiO2与GPS-GO的最佳比例为1∶5。结果表明，GO的层间距增加了0.38 nm，在EP中无褶皱或聚集。涂层的水接触角由纯EP的84°增至GO-SiO2/EP的104.8°。一方面，GO在树脂中的良好分散性增加了腐蚀介质的渗透路径；另一方面，疏水性的增强延长了腐蚀介质在涂层表面的浸润时间。

除了直接将SiO2纳米颗粒与GO连接外，Pourhashem等[28]利用正硅酸四乙酯(TEOS)在GO活性位点上发生水解和缩合反应形成SiO2纳米颗粒，分别将SiO2-GO/EP与纯EP经过高速剪切混合均匀后喷涂在低碳钢表面。SiO2-GO/EP涂层的附着力为(17.7 ± 1.5) MPa，是普通EP涂层的2倍。这是由于纳米颗粒表面富含─O─Si键，能与钢基体形成 Fe─O─Si共价键，增强了涂层/钢基体的界面强度。同理，Ramezanzadeh等[29]采用TEOS与APTES的混合物改性氧化石墨烯，研究了两步溶胶−凝胶法的顺序和硅化时间对SiO2-GO结构以及涂层性能的影响，并采用湿传递转移法合成了EP涂层。TEOS和APTES在酸性条件下发生水解反应生成SiO2团簇，随后在碱性条件下沉积在GO表面。部分硅烷分子通过与羟基和羧基反应接枝在GO表面，并且随着GO硅化时间延长，水解生成的SiO2数量增加，活性─NH2减少。最佳硅化时间为48 h。水解生成的SiO2表面和硅烷分子中存在─NH2基团，不仅能通过亲核取代与EP的环氧基团发生开环反应，提高SiO2-GO周围基料的交联密度，形成良性界面，而且可以与金属基体表面的─OH形成氢键，消耗界面阴极区域产生的─OH，抑制涂层分层，提高其粘附能力。另外，SiO2-GO表面的负电荷使涂层具有阳离子选择性，在一定程度上可以抑制Cl−和OH−的扩散[30]。

2 氧化石墨烯功能化涂层

发生机械损伤的有机涂层在腐蚀时会快速失效，研究人员将目光转向能够满足长期保护需求的功能化涂层[31]。功能化涂层的防腐蚀原理主要有2点：一是通过封闭损伤等缺陷来恢复物理屏障，二是通过掺杂缓蚀剂来抑制涂层缺陷处的腐蚀反应[32]。

2.1 自愈合

自愈合高分子材料是指能在外界刺激下，例如热、光、电、力、催化剂等，可以自行修复损伤的材料[33-34]。按愈合机理能分为两大类：

一类是通过外部辅助，如利用微胶囊或核壳纤维[35]等将愈合剂储存在高分子基料中，在受到损伤时释放，通过催化交联作用实现裂纹自愈，通常伴随着较差的机械性能和较低的愈合效率。Li等[36]以自组装氧化石墨烯为外壳，亚麻籽油为核心材料，制成空心氧化石墨烯微胶囊(GOMCs)，并与水性聚氨酯混合后涂覆到热镀锌钢板上。带有划痕的GOMCs/PU涂层静置15 d并经过43 h盐雾处理后，划痕变得模糊，且涂层上未产生腐蚀产物。这是因为亚麻籽油能与氧气发生聚合反应，重新填充裂缝。具有含氧官能团的氧化石墨烯与水性聚氨酯具有良好的相容性，不仅减少了裂纹扩展路径，还有利于微胶囊的均匀分散。

另一类是利用高分子固有的性质，通过分子间力(分子链段运动和缠绕)、化学键(氢键、二硫键、配位键)等的裂解和重建使损伤愈合[37]。Lin等[38]利用可逆Diels-Alder反应制备自愈合防腐蚀涂层。用呋喃和马来酰亚胺功能化聚氨酯，使用马来酰亚胺改性氧化石墨烯(mGO)。带有马来酰亚胺基团的mGO作为交联剂与聚氨酯上的呋喃形成共价交联点，成为热量传递中心，将能量传递到聚氨酯中。在特定的温度下作用一段时间，断裂的共价交联点形成Diels-Alder键，从而愈合涂层(见图1)。Lin等[39]进一步研究了不同尺寸的 mGO薄片对聚氨酯自愈合性能的影响。加入 mGO薄片扰乱了聚氨酯链段的运动和重组，并且该影响随着mGO薄片尺寸变大而加深，阻碍基料的自愈合过程。Li等[40]分别用5−甲基−2−呋喃甲胺(FA)与马来酰亚胺基乙酸(MDA)改性GO，得到GO-FA与GO-MDA，并用缩水甘油糠醚(FGE)、

图1 功能化氧化石墨烯与聚氨酯的可逆Diels-Alder反应示意图[38]Figure 1 Schematic diagram of reversible Diels-Alder reaction between functionalized graphene oxide and polyurethane [38]

聚醚二胺(EDR)和4,4'−双马来酰亚胺基二苯甲烷(MDPB)合成了一种新型长链聚合物。利用FGE、MDPB、FA和MDA之间的Diels-Alder反应，原位聚合形成可逆的交联网络。该聚合物在红外光、热和微波的刺激下具有良好的自愈效率。这是由于在外部能量刺激下，聚合物内通过控制Diels-Alder键的形成和裂解来愈合损伤。

动态共价键是在一定条件下能够可逆地断裂或形成的特殊共价键[41]。鉴于石墨烯具有近红外光吸收能力强的特性，Du等[42]利用石墨烯的光热效应，将其与引入了动态共价键(二硒键)的弹性聚氨酯一起，成功合成了一种同时具有形状记忆效应和自愈性的复合材料。GO经过异佛尔酮二异氰酸酯(IPDI)改性后通过─NCO与聚氨酯预聚体的端羟基相连，然后通过原位聚合将功能化氧化石墨烯共价结合到含端羟基和二硒键的聚氨酯预聚体中。GO在长波近红外光下吸收能量并传递到聚氨酯中，促进分子间的相互扩散和反应，从而闭合裂纹。

2.2 缓蚀作用

缓蚀剂以吸附或成膜的方式减少反应活性中心，增加活化能来达到降低腐蚀速率的目的。根据作用效果来分有阴极缓蚀剂、阳极缓蚀剂及混合型缓蚀剂。常见的缓蚀剂有稀土金属盐和钼酸盐，但无机缓蚀剂会降低有机涂层的交联密度，甚至因为降解而形成渗透通道[43]，所以开发适用于有机防腐蚀涂层，且对人体和环境友好的缓蚀剂成为研究热点。研究者们尝试将无机缓蚀剂与有机缓蚀剂共用或利用容器储存无机缓蚀剂，甚至合成新型缓蚀剂来解决相容性问题。

聚苯胺(PANI)和聚吡咯(PPy)是有效的缓蚀剂。聚苯胺相较于铁具有更高的氧化电位，聚苯胺同金属接触后，金属作为阳极失去电子被氧化，而中间氧化态聚苯胺(EB)作为阴极被还原为完全还原态聚苯胺(LB)，然后又被溶解氧氧化为EB。在上述过程中，金属表面形成致密的氧化层(例如Fe2O3和Al2O3)，使金属的电化学腐蚀电位向钝化区移动[44-46]。近年来，不少研究者尝试利用PANI改性GO以提高改性有机涂层的耐蚀性。Hayatgheib等[47]以过硫酸铵为引发剂合成PANI纳米纤维，并通过物理和化学作用沉积在GO表面，此时PANI主要以EB态存在，再通过湿转移传递法制备GO/PANI/EP涂层。涂层耐蚀性的改善归因于PANI纳米纤维的空间位阻效应和对金属基体的钝化作用。Ye等[48]利用苯胺四聚体(TA)和笼状倍半硅氧烷(POSS)改性GO后，发现GO的横向尺寸明显增长，厚度显著减小，且添加0.5% POSSTA-GO的环氧复合涂层在3.5% NaCl溶液中浸泡120 d后的阻抗模仍高达109Ω·cm2。这缘于TA对金属基体的缓蚀作用和POSS对GO的分散作用。

研究者还利用PANI纤维与其他缓蚀剂达到协同缓蚀效果。如Ramezanzadeh等[49]在GO上原位乳液聚合形成PANI纳米纤维(GO-PANI)，再利用PANI与铈阳离子间的静电作用在其上均匀覆盖一层CeO2粒子膜。GO-PANI/EP涂层在3.5% NaCl溶液中浸泡70 d后，其|Z|0.01Hz和最大相位角基本不变，而纯EP涂层的|Z|0.01Hz和最大相位角明显下降。由于PANI与CeO2在涂层与钢基体界面处分别形成由金属氧化物组成的致密层和以Ce的氢氧化物及氧化物为主的钝化层，分别抑制阳极和阴极反应，因而提高了涂层的抗电化学腐蚀能力。Taheri等[50]通过原位乳液聚合将PANI接枝到GO上，利用静电作用吸附Zn2+，并将其应用在环氧涂层中。PANI纤维作为阳极抑制剂，锌阳离子作为阴极抑制剂，共同提高了氧化石墨烯纳米颗粒在EP中的缓蚀活性。

Mohammadkhani等[51]在酸性条件下用GO、吡咯单体与硝酸锌一步合成GO-PPy-Zn。PPy作为导电聚合物且具有强氧化性，提高了钢的腐蚀电位，对阳极具有缓蚀作用，锌离子则是阴极缓蚀剂。在盐雾条件下，GO-PPy-Zn/EP涂层分层、锈蚀和起泡现象较少，体现出较好的耐蚀性。

具有电子供体原子(N、P、S、O)的有机分子是溶液或涂层有效的缓蚀化合物[51]，例如苯并三氮唑(BTA)[52]和苯并咪唑(BIM)[53]等咪唑类有机分子。Chen等[54]利用高岭石纳米管(HNTs)作为容器，通过抽真空令BTA进入纳米管空腔内，并用多巴胺作为纳米管外膜控制缓蚀剂的释放速率，从而得到多巴胺包覆高岭石(PBH)。然后利用π−π*相互作用将它负载到GO表面(GO@PBH)。随着溶液pH由1升至7，BTA在450 min内的释放效率由90%降为15%，说明PDA外膜能根据pH的变化有效阻止BTA释放。GO@PBH增强水性环氧涂层在盐溶液中浸泡的失效时间超过 50 d，这是由于聚多巴胺解离后产生的邻苯二酚和BTA分子可与铁离子通过配位键相互作用，在金属基体表面形成缓蚀膜，两者的协同作用提高了涂层的耐蚀性。Ramezanzadeh等[20]采用磷酸锌(ZP)和BIM通过一步水热合成法改性氧化石墨烯。磷酸根与苯并咪唑分子都能与铁离子或亚铁离子相互作用并沉淀在阳极上，锌离子在阴极生成不溶性的产物，两者共同作用延缓了电极反应。X射线衍射(XRD)结果表明，ZP在BIM存在下趋向以无定形结构存在，使锌离子和磷酸根离子在NaCl溶液中更易释放。电化学阻抗谱(EIS)测试显示，GO-ZP-BIM增强环氧涂层的高频相位角最大，说明缓蚀膜具有更大的电容性。

金属−有机骨架配合物(MOF)是一种新型的具有缓蚀功能的填料，以金属离子为前驱体，以有机化合物为配体，具有纳米孔结构。ZIF-8是由Zn(II)盐和2−甲基咪唑相互作用而形成的具有菱形十二面体结构的化合物(如图2所示)，其中2−甲基咪唑作为杂原子有机配体既能与聚合物基料相容，又可作为交联剂来提高聚合物的交联密度，还能通过共用电子与铁离子发生反应而成膜[55]。Ramezanzadeh等[56]采用一步法在GO薄片上成功负载了ZIF-8并应用于环氧涂层，研究了GO@ZIF-8对涂层耐蚀性的影响和作用机理。EP和GO/EP涂层在盐雾试验24 h后阻抗明显下降，而GO@ZIF-8/EP涂层在盐雾试验48 h之内阻抗仍显著上升，48 h后才略微下降。这是由于ZIF-8能在涂层缺陷处发生解离，产生的锌离子和咪唑分子分别吸附在金属表面的阴极和阳极区域，形成的缓蚀膜取代了水膜，令涂层的耐蚀性得到提高。Xiong等[57]利用具有多孔晶体结构的ZIF-8作为缓蚀剂水杨醛(SA)的容器，采用一步法，即ZIF-8纳米粒子在GO薄片上成核生长的同时，将SA包裹在其中，成功制得SA@ZIF-8/GO纳米复合材料，并利用湿转移传递法添加到聚乙烯醇缩丁醛酯涂层中。因为ZIF-8在二价或更高价的金属离子溶液中不稳定[58]，所以在Al3+的刺激下，SA能够缓慢释放并自发吸附在铝合金表面而形成保护膜。

图2 ZIF-8和GO@ZIF-8纳米粒子的合成示意图[56]Figure 2 Schematic diagram showint the synthesis of ZIF-8 and GO@ZIF-8 particles [56]

大多数抑制剂(如铬酸盐和唑类衍生物)会对环境造成影响。近年来，研究者发现部分植物提取物中存在供电子基团，能与金属离子形成复合物并沉淀在阳极上。荨麻叶提取物(U.D)中的槲皮素、奎宁酸、咖啡酸、羟胺、血清素等含氮有机物能在低碳钢表面形成保护膜，表现为混合型缓蚀剂，与锌离子具有协同缓蚀效应[59-60]。Ramezanzadeh等[61]尝试使用U.D促进GO-PANI的缓蚀性。U.D通过氢键和π−π相互作用吸附到GO-PANI上，PANI与荨麻叶提取物的共同作用增强了涂层的耐蚀性。该课题组[62]根据量子力学和密度泛函理论研究了U.D与Zn2+和GO的相互作用机制，确定制备GO-U.D的最佳pH为2，并将改性后的GO应用于环氧涂层中。U.D通过在酸性条件下质子化，与GO产生静电作用并发生质子转移，从而吸附在GO表面，且随着反应体系的pH下降，其质子化程度越来越高，吸附效果也越来越好。由于去质子化，吸附在GO上的U.D在中性氯化物溶液中被释放，在Zn2+的存在下，U.D中的供电基团(─NH2或─OH)与Zn2+或Fe2+螯合形成Zn2+-U.D或Fe2+-U.D配合物，并沉淀在基体表面或缺陷处而形成钝化膜；同时Zn2+在阴极区域形成Zn(OH)2钝化膜，降低了阴极和阳极的反应速率。同理，酸豆提取物对低碳钢同样表现出优异的缓蚀作用[63]。

使用 GO纳米片层负载具有缓蚀作用的分子或纳米颗粒是一种减缓基体腐蚀的新途径。GO与缓蚀材料复合既保持了其片层结构，使其仍具有优异的抗渗透性，又能释放缓蚀剂，抑制腐蚀反应的发生。

3 结语

氧化石墨烯具有大的比表面积和强的抗渗透性，在金属防腐蚀涂层方面具有巨大的应用潜力。一方面可利用有机小分子及无机氧化物颗粒改性氧化石墨烯，提高其在有机涂层中的分散能力，增强涂层之间和涂层与基体之间的粘结力，减少涂层缺陷的产生，提高涂层的致密性；另一方面通过功能化氧化石墨烯，赋予氧化石墨烯改性有机涂层在腐蚀过程的自愈性或缓蚀性，进而提高涂层的耐蚀和耐久性能。目前这两方面的研究虽然已经取得不错的进展，但距实际应用仍有一大段距离。如何有效地控制石墨烯在有机涂层中的分散和取向，寻找更加简单易行的修饰方法和修饰材料来改性氧化石墨烯，在最大程度增强涂层防腐蚀能力的同时兼顾保护环境的责任，等等，都将是今后努力研究的方向。