本课题以制备高导电性和优异防护性能的介孔复合薄膜为主线,从有机-无机介孔复合薄膜、金属纳米粒子在介孔薄膜中的原位还原、介孔薄膜的N元素修饰三个方面对碳-氧化硅基介孔复合薄膜进行了系统的研究。以低分子量的酚醛树脂为碳源、正硅酸乙酯为硅源、三嵌段共聚物F127为模板剂,采用旋涂法在321不锈钢表面制备碳-氧化硅介孔复合薄膜。通过改变溶胶-凝胶体系中碳源的加入量,实现了不同有机-无机组成的介孔复合薄膜的可控合成。XRD、BET和TEM结果表明,所制备的碳-氧化硅介孔复合薄膜,在C-0%^C-100%含量区间内,均具有高度有序的介孔结构,FE-SEM显示,薄膜以一维螺旋状孔道排列,厚度可控。元素分布结果表明,碳和氧化硅元素分布点位完全重合,薄膜均一、致密。0.5 M H₂SO₄腐蚀体系中测试结果表明,相对于不锈钢裸片,复合薄膜具有优异的防护性能,腐蚀电位提高了250-1000 mV,腐蚀电流下降了1-3个数量级,其中C-50%⁶0%的复合薄膜具有最佳的防护性能,在燃料电池阴极工作电位下的恒电位极化过程非常稳定,稳定电流密度仅为1.2μA/cm²。为了提高薄膜的导电性,采用一步法引入Ni2+,实现了金属Ni纳米粒子在介孔薄膜中的原位还原。实验发现,当Ni组装含量为10 wt%、热处理温度为500℃时,复合薄膜具有高度有序的介观结构,金属Ni纳米粒子均一嵌入在介孔薄膜的骨架中,显著的提高了复合薄膜导电性,并催化了薄膜骨架中的部分碳达到了石墨化。腐蚀体系中测试结果显示,复合薄膜具有较低的腐蚀电流,在恒电位极化过程中稳定且电流密度小;交流阻抗结果表明,其具有较小的半圆弧半径和较低的Wo-T系数,展现出良好的导电性和防护性能。进一步采用恒电位沉积的方法,在碳-氧化硅介孔复合薄膜中沉积了聚苯胺导电层,通过低温热处理后实现了N元素对介孔复合薄膜的修饰。实验发现,聚苯胺在碳-氧化硅介孔复合薄膜表面是以“垂直底面点状生长^一维横向生长^二维空间堆积长厚”为生长规律,其最佳的沉积条件为:沉积电位0.90 V、沉积时间250 s。实验还发现,经500℃热处理后,聚苯胺以含N官能团存在,复合薄膜具有较高的表面自由能,与水的接触角略大于90℃;电化学测试结果表明,此复合薄膜半圆弧半径和Wo-T系数较小,具有良好的导电性和防护性能。