螯合剂辅助法制备镁合金表面Mg-Al LDHs 膜及其耐蚀性

王乘风，杜小青，陈东初，魏红阳，王梅丰

（1 佛山科学技术学院 材料科学与氢能学院，广东 佛山 528000；2 南昌航空大学 材料科学与工程学院，南昌 330063；3 武汉理工大学 材料科学与工程学院，武汉 430070）

镁合金具有密度低、比强度高、铸造性好、电磁屏蔽能力强和出色的生物相容性等优点，因此被广泛应用于高新科技和日常生活中［1-2］。但是，由于镁合金的耐蚀性较差，因此在实际服役阶段容易遭到腐蚀，导致其应用范围受到限制［3］。目前通常采用表面处理技术提高镁合金的耐蚀性，即在镁合金表面制备与镁合金基底性状不同的膜层，通过膜层的物理屏障作用阻隔腐蚀介质，从而提高镁合金的耐蚀性。常用的镁合金表面处理技术有化学转化［4］、离子注入［5］、阳极氧化［6］和微弧氧化［7］等。其中化学转化法由于制备工艺简单、可以处理形状复杂的工件等优点，受到了国内外的广泛关注［8］。铬酸盐化学转化膜技术是一种成熟且应用较广的镁合金表面防腐处理技术，但是膜层中的Cr6+会给环境造成严重污染［9］。因此，需要寻找新型无污染的化学转化膜替代传统的铬酸盐化学转化膜。

层状双氢氧化物（layered double hydroxides，LDHs）是由带正电荷的主体层板与带负电的层间阴离子，通过共价键的作用有序组装而形成的化合物，其主体层板结构由类似水镁石（MO6）的八面体结构通过共用棱边作为单元层堆积组成，同时LDHs 层板之间也会存在一些客体水分子，因此，LDHs 结构呈电中性［10］。LDHs 的通式为H2O，其中，M2+和M3+代表占据层状八面体孔的阳离子，An-表示层间电荷补偿阴离子，n是层间阴离子的电荷，m是客体水分子的数量，x表示M3+/（M2++M3+）的摩尔比［11］。在绝大多数情况下，LDHs 的形成机制是阳离子层板内的M2+被M3+同晶取代并与羟基发生共价键作用形成LDHs；此外，还存在一种特殊的Li-Al LDHs，其形成机制是Li+嵌入Al（OH）3的晶格空穴中，化学式为［LiAl2（OH）6］（An-）1/n·mH2O［12］。迄今为止，LDHs 已经被用于吸附剂［13］、光催化剂［14］、染料去除剂［15］和金属防腐膜层［16-17］等领域。现有研究表明，LDHs 是一种阴离子型插层材料，其制备工艺简单、环保，具有良好的物理屏障作用，且独特的层间阴离子交换能力使它们能够捕获侵蚀性阴离子［18］。因此，在镁合金表面制备LDHs 防护膜层，即可大幅提升镁合金的耐蚀性能，LDHs 膜在镁合金腐蚀防护领域具备广阔的应用前景。

目前制备镁合金表面LDHs 膜最常用的方法是水热法［19-21］，水热法是将镁合金基体放入碱性环境的金属盐溶液中，然后在高温、高压的条件下反应，从而在镁合金表面制备LDHs 膜。Wu 等［19］首先配置了Mg（NO3）2，Al（NO3）3，NaOH 和Na2CO3的混合溶液并通过共沉淀法制备了LDHs 前驱体浆料，随后将镁合金浸泡在LDHs 浆料内，通过水热法在120 ℃下反应36 h制备得到镁合金表面Mg-Al LDHs 膜。但是上述流程较为复杂，因此该方案不利于LDHs 膜的实际工业应用。Wang 等［20］直接将镁合金浸泡在Mg（NO3）2，Al（NO3）3和Na2CO3的混合溶液内，并于125 ℃环境下反应24 h 即得镁合金表面Mg-AlLDHs 膜，从而简化了LDHs 膜制备流程。但事实上合成Mg-Al LDHs 膜的Mg2+源也可以由镁基底直接提供，从而进一步降低制备LDHs 膜的经济成本；Cheng 等［21］将纯镁直接浸泡在Al（NO3）3溶液内并在120 ℃下水热反应12 h，成功制备具有较好耐蚀性的Mg-Al LDHs 膜。

尽管目前已有大量研究［19-23］试图通过简化工艺流程、缩短反应时间或添加缓蚀剂等方法解决制备镁合金表面Mg-Al LDHs 膜所需能耗过高的问题，但是，造成制备LDHs 膜能耗过高的根本原因在于：制备LDHs 膜常用的水热法需要在高温、高压的环境下，如此严苛的反应条件必将限制LDHs 膜的应用范围。为了解决上述问题，Shulha 等［24］将镁合金浸泡在碱性Al（NO3）3和NaNO3的混合溶液内，并采用次氮基三乙酸二钠盐（NTA）或乙二胺四乙酸（EDTA）作为螯合剂，通过螯合镁合金阳极溶解的Mg2+和溶液内游离的Al3+，实现在无水热釜（即常压）、95 ℃的环境下于镁合金表面制备具有层片状结构的Mg-Al LDHs 膜，该方案大幅降低了制备LDHs 膜所需的反应能耗。其中，使用NTA 作为螯合剂时制备的LDHs 膜具有更高的致密度。但是有研究指出NTA 存在一定的毒性［25］。因此，需要寻找更合适的螯合剂用于制备镁合金表面Mg-Al LDHs 膜。柠檬酸钠（sodium citrate，SC）和酒石酸钾钠（potassium sodium tartrate，PST）均为无毒、具备较强金属螯合能力的有机盐［26-28］，综上所述，利用柠檬酸钠或酒石酸钾钠较强的金属螯合能力制备镁合金表面Mg-Al LDHs 膜具备一定的应用前景。

基于以上研究现状，本工作使用螯合剂辅助法，通过在硝酸铝溶液内分别添加乙二胺四乙酸钠（EDTA-4Na），SC 和PST 三种螯合剂，随后在常压、60 ℃和pH 值为12.0 的环境下于镁合金表面原位制备了Mg-Al-EDTA LDHs，Mg-Al-SC LDHs 和Mg-Al-PST LDHs 膜。并使用XRD，FTIR，XPS，电化学测试分析了该膜层的结构、组成及腐蚀防护性能。同时基于膜层的结构、组成等对其形成机理进行了探讨。

1 实验材料与方法

1.1 实验材料

LDHs 膜是在AZ91D 镁合金基底上原位制备的。AZ91D 镁合金基底的成分为：8.5%~9.5%（质量分数，下同）Al，0.45%~0.9% Zn，0.17%~0.4% Mn，<0.08% Si，<0.004% Fe，<0.001% Ni，余量为Mg。将AZ91D 镁合金切割成尺寸为30 mm×30 mm×0.5 mm 作为后续处理的工作样品。本工作中使用的所有化学试剂都是分析纯。硝酸铝（Al（NO3）3·9H2O，99%）、柠檬酸钠（C6H5Na3O7·2H2O，99%）、酒石酸钾钠（NaKC4H4O6·4H2O，99%）、乙二胺四乙酸四钠（C10H12N2Na4O8·2H2O，99%）、氯化钠（NaCl，99%）、氢氧化钠（NaOH，99%），均购买自北京伊诺凯科技有限公司，所有药品都未经过进一步提纯处理。所有溶液使用的溶剂均为去离子水。

1.2 实验步骤

AZ91D 镁合金分别用200，400，800，1200，2000目的砂纸研磨，随后在无水乙醇中超声清洗10 min，然后将镁合金工作样品浸入2 mol·L-1NaOH 溶液中通过超声清洗1 min 除去表面氧化物后，再于乙醇中超声清洗10 min，最后取出冷风吹干待用。

将0.1 mol·L-1乙二胺四乙酸四钠（EDTA-4Na），0.1 mol·L-1柠檬酸钠（SC），0.1 mol·L-1酒石酸钾钠（PST）三种螯合剂分别与0.05 mol·L-1Al（NO3）3·9H2O 混合并溶于去离子水中，随后加入4 mol·L-1NaOH 溶液将三种混合溶液pH 值都调至12.0，最后将经过前处理后的镁合金样品分别浸泡在上述三种混合溶液中，于60 ℃下反应9 h 即得Mg-Al LDHs 膜。反应结束后，取出样品，用去离子水冲洗，冷风吹干待用。

1.3 表征手段

采用扫描电子显微镜（SEM，Hitachi S4800）和能谱仪（EDS）对样品进行微观形貌观察和元素组成测定。通过X 射线衍射仪（XRD，RigakuSmart Lab，Cu靶）表征薄膜的相组成，衍射角度为5°~80°，扫描速度为5 （°）/min，通过MDI Jade 6 软件对XRD 图谱进行分析。采用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR，Thermo ScientificNicolet iS50）表征薄膜的特征官能团，FTIR采用衰减全反射法（ATR）测试样品，扫描范围为400~4000 cm-1。采用X 射线光电子能谱仪（XPS，Thermo ScientificK-Alpha，AlKa 射线激发源，1486.6 eV）表征样品薄膜的相关化学信息。

通过动电位极化曲线和电化学阻抗谱（EIS）测试评价样品的耐腐蚀性能。 电化学测试仪器为CS2350H 电化学工作站，测试体系为典型的三电极系统，其中镁合金作为工作电极（测试面积1 cm2），铂片（2 cm×2 cm）和饱和氯化钾电极（SCE）分别作为对电极和参比电极。所有电化学测试均在屏蔽箱中进行，目的是屏蔽外界干扰。在测试开始之前，将工作电极浸入3.5%NaCl 溶液中1 h，直到开路电位（opencircuitpotential，OCP）稳定。Tafel极化曲线的测试范围为：-0.5~1 V，扫描速度为5 mV/s。EIS 同样在开路电位稳定时测试，测试频率范围为100 kHz~100 mHz，扰动电位（AC）为10 mV，EIS 图谱采用Z-View软件分析拟合，从而获得相应的电化学参数。

2 结果与讨论

2.1 LDHs 膜层的形貌与成分

图1 为不同螯合剂辅助制备Mg-Al LDHs 膜的SEM 图和EDS 图谱。通过三种螯合剂辅助均可在AZ91D 表面形成了LDHs 膜典型的纳米片状结构，但不同LDHs 膜的表面形貌存在一定差异（图1（a-1）~（c-1））。由图1（a-1）可以看出，Mg-Al-EDTA LDHs膜层结构相对均匀，但膜层致密度较低、孔隙较大，这可能会导致膜层对基底的保护作用较差。图1（b-1）显示Mg-Al-SC LDHs 膜呈竹叶状且相互交错倾倒，同时可以发现膜层的纳米片呈现褶皱状态，即膜层致密度相对较低，对基底的防护作用有限。图1（c-1）为Mg-Al-PST LDHs 膜的SEM 图，发现膜层同样呈现竹叶状，但其纳米片尺寸小于Mg-Al-SC LDHs 膜，且膜层致密均匀地生长在基底表面，片层间隙也消失。即添加PST 时得到的Mg-Al-PST LDHs 膜致密度最高，其相互堆积的致密纳米片可以给基底提供良好的防护。其表面形貌对应EDS 结果（图1（a-2）~（c-2））显示，制备所得的LDHs 膜层主要成分均为Mg，Al，C，O，N。其中Mg-Al-PST LDHs 中Al3+含量最高，这是因为螯合剂PST 可以更好地促进溶液中游离的Al3+取代镁合金表面的Mg（OH）2并进一步反应生成Mg-Al LDHs［24，29］。

图1 不同螯合剂辅助制备Mg-Al LDHs 膜的SEM 图及EDS 图谱（a）Mg-Al-EDTA LDHs；（b）Mg-Al-SC LDHs；（c）Mg-Al-PST LDHs；（1）表面微观形貌；（2）EDS 图谱；（3）截面微观形貌Fig.1 SEM image and EDS spectra of Mg-Al LDHs films prepared with different chelating agents（a）Mg-Al-EDTA LDHs；（b）Mg-Al-SC LDHs；（c）Mg-Al-PST LDHs；（1）surface micromorphology；（2）EDS spectra；（3）cross-section micromorphology

不同LDHs 膜的截面微观形貌如图1（a-3）~（c-3）所示，可以发现三种LDHs 膜均匀致密地生长在镁合金表面。其中Mg-Al-EDTA LDHs（图1（a-3）），Mg-Al-SC LDHs（图1（b-3））和Mg-Al-PST LDHs（图1（c-3））膜的厚度分别约为1.2，0.9 μm 和1.4 μm。其中Mg-Al-PST LDHs 膜层厚度最大，因此也更有利于阻挡侵蚀性阴离子对镁合金的渗透和腐蚀。

SEM 和EDS 结果表明，采用螯合剂辅助法可以在常压、60 ℃条件下反应9 h 后于镁合金表面原位生成具有典型层状结构且致密的LDHs 膜，其中添加螯合剂PST 所得Mg-Al-PST LDHs 膜的致密度最高，膜层厚度最大。

为了进一步分析螯合剂辅助法制备所得镁合金表面LDHs 膜的成分，对不同样品进行了XRD，FTIR 和XPS 测试。图2（a），（b）为AZ91D 镁合金，分别覆盖Mg-Al-EDTA LDHs，Mg-Al-SC LDHs 和Mg-Al-PST LDHs 膜的镁合金XRD 图谱，从图2（a）中可以看出，镁合金基底的衍射峰强度非常高，而LDHs 的峰强度较弱。这是由于X 射线的穿透深度非常高（在固体中穿透厚度一般约为100~10000 μm）［30］，而LDHs 膜的厚度仅约为0.9~1.4 μm（图1（a-3）~（c-3））。因此，为了进一步辨别LDHs 膜层的特征峰，将图2（a）中10°~25°的范围局部放大至图2（b），此时可以观察到，对于转化液中添加三种不同螯合剂时制备的样品，在XRD 图谱中均可观测到LDHs 对应于（003）和（006）的特征衍射峰（JCPDS No.41-1482），说明通过螯合剂辅助法可以得到LDHs 特征结构。其中Mg-Al-EDTA LDHs 的特征峰分别位于12.48°和20.55°；Mg-Al-SC LDHs 的特征峰分别位于12.28° 和20.46°；Mg-Al-PST LDHs 的特征峰则分别位于12.44°和20.53°。因此，XRD 数据进一步证明了采用水热法在此条件下成功在镁合金表面制备了Mg-Al LDHs 膜层。此外，可以看出Mg-Al-SC LDHs 和Mg-Al-PST LDHs 的LDHs 特征峰强度比Mg-Al-EDTA LDHs 更强，这说明SC 和PST 更有利于LDHs 膜的形成；但是Mg-Al-SC LDHs 膜层中Mg（OH）2的峰强度也比Mg-Al-EDTA LDHs 和Mg-Al-PST LDHs 中的更强，这说明添加SC 还会同时促进生成Mg（OH）2（JCPDS No.07-0239）。因此综合可知添加螯合剂PST 更有利于镁合金表面LDHs 膜的生成。

图2 Mg-Al-EDTA LDHs，Mg-Al-SC LDHs 和Mg-Al-PST LDHs 膜的XRD，FT-IR 和XPS 测试（a）XRD 图谱；（b）对应放大2θ=10°~25°的XRD 谱图；（c）FT-IR 图；（d）~（i）XPS 图谱Fig.2 XRD，FT-IR，XPS analysis of Mg-Al-EDTA LDHs，Mg-Al-SC LDHs and Mg-Al-PST LDHs films（a）XRD patterns；（b）corresponding to the enlarged XRD spectra of 2θ=10°~25°；（c）FT-IR spectra；（d）-（i）XPS spectra

为了探究螯合剂辅助法制备所得三种LDHs 膜的成分，采用FT-IR 和XPS 分析了Mg-Al-EDTA LDHs，Mg-Al-SC LDHs 和Mg-Al-PST LDHs 膜层。FT-IR 测试结果如图2（c）所示，三种LDHs 膜的特征峰高度相似，其中3742 cm-1和1659 cm-1处的吸收带可分别归因于H—O—H 伸缩振动和水分子的弯曲振动［31］。在1543 cm-1处的吸收峰主要归因于羧酸根反对称伸缩［32］，由于三种螯合剂都带有羧酸根，因此该特征峰进一步证实了螯合剂的作用。1373 cm-1处的吸收峰可能是由LDHs 层间距中的伸缩振动和的不对称伸缩引起的，因为水溶液中含有微量CO2，因此在制备LDHs 的过程中会有少量吸附［33］。与此同时，在500~800 cm-1的光谱范围内存在一些吸收带，这可能是由于M—OH 和M—O（M=Mg，Al）的晶格振动［34］。

Mg-Al-EDTA LDHs，Mg-Al-SC LDHs 和Mg-Al-PST LDHs 膜的XPS 测试如图2（d）~（i）。由XPS全谱图（图2（d））可以看出三种LDHs 膜的峰类型高度相似，均包含来自Mg1s，MgKLL，Al2p，Al2s，C1s 的峰和O 的俄歇峰（KLL），表示三种LDHs 膜的元素类型基本一致。XPS 分谱显示关于Mg1s（图2（e））、Al2p（图2（f））和O1s（图2（g））的结合能位于1302.9，1302.7 eV 和1302.6 eV；74.5，74.6 eV 和74.6 eV；531.9，531.6 eV 和531.7 eV，分别对应Mg—OH，Al—OH 和OH/OH-。说明Mg 和Al 都与羟基形成共价键，而LDHs 的形成机制正是M2+和M3+与羟基发生共价键作用有序组装所形成的［10-11］。三种LDHs 膜的C1s 谱（图2（h），（i））均包含三个峰，这是由于三种螯合剂都带有碳碳单键和羧酸根，因此C1s 谱出现C—C/C—H 和O—C=O 的峰；同时由于水溶液中含有少量CO2，导致制备LDHs 的过程中有少量吸附，从而出现的峰。通过C1s 谱图（图2（h））和其局部放大图（图2（i））可以发现，对于Mg-Al-EDTA LDHs 而言，三个峰分别位于284.8，288.4 eV 和289.4 eV，分别对应C—C/C—H，O—C=O 和，其中C—C/C—H 和O—C=O 均来自EDTA-4Na。对于Mg-Al-SC LDHs 而言，三个峰分别位于284.8，288.5 eV 和289.6 eV，分别对应C—C/C—H，O—C=O 和，其中C—C/C—H 和O—C=O 均来自SC。对于Mg-Al-PST LDHs而言，三个峰分别位于284.8 eV，288.1 eV 和289.2 eV，分别对应C—C/C—H，O—C=O和，其中C—C/C—H 和O—C=O 均来自PST。其中三种LDHs 膜层中O—C=O 特征峰的位置略有差异，可能和不同螯合剂与金属之间配位差异有关［24］。

基于上文的分析结果，推测螯合剂辅助法制备Mg-Al LDHs 膜的成膜机制可能如式（1）~（6）所示。首先，Al3+在碱性环境下和OH-发生反应，生成氢氧化铝和四羟基合铝酸根［35］：

将镁合金放入转化液后，在碱性环境下Mg 的阳极发生少量溶解并生成氢氧化镁［36］：

Mg-Al LDHs 的形成机制为Mg（OH）2中的部分Mg2+被Al3+取代，随后阴离子插入LDHs 层间，最终形成Mg6Al2（CO3）（OH）16·4H2O（JCPDS No.41-1482，即Mg-Al LDHs），此时化学反应如下［37］：

螯合剂可以在一定温度下和金属发生交联聚酯，这是因为羧基易与金属离子生成螯合物（—O—M—），而本工作所选的三种螯合剂碳链上均有羧基，此时螯合物之间相互连接形成三维框架［38］。同时螯合剂还可以促进溶液中游离的Al3+沉积到镁合金基底表面，并螯合镁合金表面阳极溶解的Mg2+以及溶液中游离的Al3+，最终促进Al3+取代Mg（OH）2中的部分Mg2+，从而生成Mg-Al LDHs［39］。因此，螯合剂可以促进镁合金表面Mg-Al LDHs 膜的生长。

2.2 LDHs 膜的耐腐蚀性能

为了研究不同样品的耐蚀性，通过动电位极化曲线表征各样品的耐蚀性能，测试结果如图3 所示，并采用Tafel 外推法分析极化曲线，将所得极化参数列于表1 中。

表1 不同样品在3.5%NaCl 溶液中的极化参数Table1 Polarization parameters of different samples in 3.5%NaCl solution

图3 不同样品在3.5%NaCl 溶液中的极化曲线图Fig.3 Polarization curves of different samples measured in 3.5%NaCl solution

由图3 和表1 可以看出，AZ91D 镁合金基底呈现典型活性材料的特征，对于其Tafel 阳极区，当电位发生正向微小变化时，阳极区腐蚀电流密度急剧增加，阳极区Tafel 斜率仅为58.8 mV·dec。而对于覆盖不同膜层的镁合金样品，其阳极区塔菲尔斜率βa相比镁合金基底均有所上升；其中Mg-Al-PST LDHs 的βa最大，达到了151.5 mV·dec，且出现明显阳极钝化区，因此Mg-Al-PST LDHs 膜表现出更积极的钝化行为，即对镁合金基底的防腐蚀效果更出色。

通常，在金属未发生腐蚀时，使用腐蚀电位Ecorr用来表征金属腐蚀的热力学性能，腐蚀电位越低，其发生腐蚀反应的倾向性越大；反之，则越不容易发生腐蚀反应。而当腐蚀发生后，一般用腐蚀电流密度Icorr来衡量腐蚀反应的动力学性能，腐蚀电流密度越大，表明该腐蚀反应进行的速度越快；反之，则腐蚀反应的速度越慢［40］。由表1 可以看出，由于膜层的物理阻隔作用，覆盖不同膜层镁合金的自腐蚀电位相比镁合金基底均有所正移，因此样品的腐蚀趋势减小；同时其腐蚀电流密度较镁合金基底也有所下降，空白镁合金，覆盖Mg-Al-EDTA LDHs，Mg-Al-SC LDHs和Mg-Al-PST LDHs 膜的镁合金腐蚀电流密度分别为 1.94×10-4，9.38×10-6，7.05×10-6A/cm2和2.98×10-6A/cm2。因此，耐蚀性强弱的大小顺序为Mg-Al-PST LDHs>Mg-Al-SC LDHs>Mg-Al-EDTA LDHs>空白镁合金。

图4（a）~（c）为不同样品的电化学阻抗谱，通过Wit 等［41］提出的时间常数法，使用图4（d）的等效电路图对制备所得样品进行电化学阻抗拟合；由于图4（a）中EIS 的Nyquist 图均不是完美的半圆，因此，需要使用时间常数CPE 来描述系统的电容，并引入n来校准实际电容。n表示从系统电容与理想电容C的偏差系数，n=1 表示CPE 是理想电容器，n=0 表示 CPE 是理想电阻。图4（d）中，Rs代表溶液电阻，R1和CPE1是膜层的电阻和电容，Rct是电荷转移电阻，CPEdl是双电层电容，RL为电感电阻，L为电感元件。Rtotal代表样品的腐蚀总电阻，可用于评估样品的耐腐蚀性能，计算方法如式（7）所示。

图4 不同样品在3.5%NaCl 溶液中的电化学阻抗谱图及相应等效电路图（a）Nyquist 图；（b），（c）Bode 图；（d）等效电路图Fig.4 EIS plots of different samples immersing in 3.5%NaCl solution and equivalent circuits used for fitting EIS plots（a）Nyquist curves；（b），（c）Bode curves；（d）equivalent circuits diagram

EIS 相应的电化学参数如表2 所示，通过对比腐蚀总电阻Rtotal的大小，可以发现样品耐蚀性大小顺序为Mg-Al-PST LDHs>Mg-Al-SC LDHs>Mg-Al-EDTA LDHs>空白镁合金，与极化曲线分析结果一致。对于螯合剂辅助法制备的三种不同LDHs 膜来说，由于LDHs 主体层板和客体层间阴离子及掺杂的不同螯合剂之间存在静电力、范德华力以及氢键等弱相互作用，该类相互作用会影响LDHs 的稳定性能［42］；同时，SEM 测试结果（图1）表明三种LDHs 膜的致密度也存在差异，上述两种因素最终导致三种LDHs 膜的耐蚀性存在差异。其中，采用PST 作为螯合剂于镁合金表面制备的Mg-Al-PST LDHs 膜对镁合金基底的防护效果最好。

表2 图4 所示的EIS 谱拟合参数Table2 Fitting parameters for EIS spectra depicted in fig.4

3 结论

（1）在硝酸铝溶液中分别添加螯合剂EDTA-4Na，SC 和PST，均可在常压、中温（60 ℃）、碱性（pH值为12.0）的条件下通过浸渍的方法在镁合金表面制备具有典型片状结构的Mg-Al LDHs 膜。区别于目前常用的水热法，该方法无需高温、高压条件即可制备镁合金表面Mg-Al LDHs 膜，因此拓宽了LDHs 膜在镁合金防腐领域的应用范围。

（2）基于XRD，FT-IR 和XPS 分析推测螯合剂促进LDHs膜生长的原因可能是：三种螯合剂均可通过羧基与镁合金表面的Mg2+以及溶液中游离的Al3+螯合，从而加速Al3+在镁合金基底上的沉积，最终促进Al3+取代Mg（OH）2中的部分Mg2+并形成LDHs 膜。

（3）相比镁合金基底，通过螯合剂辅助法制备覆盖不同LDHs 膜的镁合金腐蚀电位均正向移动，且腐蚀电流密度均下降了约两个数量级。其中添加螯合剂PST 制备所得的Mg-Al-PST LDHs 膜的致密性最高，厚度最大，耐蚀性最好，其腐蚀电流密度为2.98×10-6A/cm2。