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石墨烯具有高横纵比、不渗透性和良好的力学性能等优势，可以作为填料增强涂层的阻隔性能。而具有完美六元环体系的纯石墨烯很难在涂层中分散，团聚的大块石墨烯无法发挥良好的阻隔性能。氧化石墨烯是石墨烯的衍生物，大大提高了石墨烯的分散性，但由于其表面具有丰富的含氧官能团，具有较强亲水性，作为填料与涂层复合时，界面处易形成亲水通道加快涂层的水渗透过程。如何既提高石墨烯分散性又能保持其高阻隔性成为了石墨烯防腐填料开发的研究重点。
本论文首先以氧化石墨烯作为前驱体，与对苯二硼酸(DBA)单体进行了两步溶剂热反应，同时实现了氧化石墨烯的还原以及共价有机框架(COF-1)纳米晶在石墨烯表面的生长，氧化石墨烯还原后，亲水性降低，阻隔性增强；表面生长COF-1的还原氧化石墨烯具有较高的分散性。为了进一步提高改性石墨烯的防腐性能，利用还原氧化石墨烯以及COF-1上丰富的碳六元环作为缓蚀剂苯并三氮唑(BTA)的吸附位点，BTA对涂层中的缺陷进行了二次腐蚀抑制，进一步提高了涂层的防腐性能。v-COF-rGO-BTA复合环氧涂层的阻抗比纯环氧涂层提高1.3个数量级；v-COF-rGO-BTA处理过的Q235低碳钢的腐蚀速率为空白片的1/2；带有人工缺陷的v-COF-rGO-BTA复合环氧涂层的阻抗比纯环氧涂层提高了0.4个数量级。
在保证石墨烯高分散性的基础上，研究石墨烯作为高性能缓蚀剂存储器的应用，在氧化石墨烯表面进行有机改性，制备了多孔有机硅插层石墨烯，多孔有机硅作为石墨烯层间的阻聚器，另外，其内部孔道可作为缓蚀剂钼酸铝的存储容器。研究表明，负载钼酸铝的多孔有机硅插层石墨烯(p-GAMo)的缓蚀剂释放过程存在孔表面的疏-亲水转化，保证了缓蚀剂的长期稳定释放。具有高分散性高阻隔性的p-GAMo掺杂到PVB涂层中，阻抗比纯PVB涂层提高了0.5个数量级；p-GAMo处理过的Q235低碳钢的腐蚀速率为空白片的1/20；带有人工缺陷的p-GAMo复合聚乙烯醇缩丁醛(PVB)涂层的阻抗比纯PVB涂层提高了0.4个数量级。
为了进一步提高石墨烯基缓蚀剂存储容器的长期修复性能，通过一步法将聚乙烯醇(PVA)与柠檬酸接枝到石墨烯表面，实现对绿色缓蚀剂氢氧化铈的封装。通过控制合成过程中PVA/rGO比例，实现了缓蚀剂的可控释放。结果表明，rGPC(0.01)既具有高缓蚀剂存储容量，又具有适中的缓蚀剂释放速率，是一种具有长期修复性能的缓蚀剂存储器。rGPC复合PVB涂层的阻抗比纯PVB涂层高3个数量级；rGPC处理过的Q235低碳钢的腐蚀速率为空白片的1/4；带人工缺陷的rGPC复合PVB涂层的阻抗比纯PVB涂层提高了0.6个数量级。
本论文首先以氧化石墨烯作为前驱体，与对苯二硼酸(DBA)单体进行了两步溶剂热反应，同时实现了氧化石墨烯的还原以及共价有机框架(COF-1)纳米晶在石墨烯表面的生长，氧化石墨烯还原后，亲水性降低，阻隔性增强；表面生长COF-1的还原氧化石墨烯具有较高的分散性。为了进一步提高改性石墨烯的防腐性能，利用还原氧化石墨烯以及COF-1上丰富的碳六元环作为缓蚀剂苯并三氮唑(BTA)的吸附位点，BTA对涂层中的缺陷进行了二次腐蚀抑制，进一步提高了涂层的防腐性能。v-COF-rGO-BTA复合环氧涂层的阻抗比纯环氧涂层提高1.3个数量级；v-COF-rGO-BTA处理过的Q235低碳钢的腐蚀速率为空白片的1/2；带有人工缺陷的v-COF-rGO-BTA复合环氧涂层的阻抗比纯环氧涂层提高了0.4个数量级。
在保证石墨烯高分散性的基础上，研究石墨烯作为高性能缓蚀剂存储器的应用，在氧化石墨烯表面进行有机改性，制备了多孔有机硅插层石墨烯，多孔有机硅作为石墨烯层间的阻聚器，另外，其内部孔道可作为缓蚀剂钼酸铝的存储容器。研究表明，负载钼酸铝的多孔有机硅插层石墨烯(p-GAMo)的缓蚀剂释放过程存在孔表面的疏-亲水转化，保证了缓蚀剂的长期稳定释放。具有高分散性高阻隔性的p-GAMo掺杂到PVB涂层中，阻抗比纯PVB涂层提高了0.5个数量级；p-GAMo处理过的Q235低碳钢的腐蚀速率为空白片的1/20；带有人工缺陷的p-GAMo复合聚乙烯醇缩丁醛(PVB)涂层的阻抗比纯PVB涂层提高了0.4个数量级。
为了进一步提高石墨烯基缓蚀剂存储容器的长期修复性能，通过一步法将聚乙烯醇(PVA)与柠檬酸接枝到石墨烯表面，实现对绿色缓蚀剂氢氧化铈的封装。通过控制合成过程中PVA/rGO比例，实现了缓蚀剂的可控释放。结果表明，rGPC(0.01)既具有高缓蚀剂存储容量，又具有适中的缓蚀剂释放速率，是一种具有长期修复性能的缓蚀剂存储器。rGPC复合PVB涂层的阻抗比纯PVB涂层高3个数量级；rGPC处理过的Q235低碳钢的腐蚀速率为空白片的1/4；带人工缺陷的rGPC复合PVB涂层的阻抗比纯PVB涂层提高了0.6个数量级。