在海洋环境中,高浓度的侵蚀性离子会引发严重的腐蚀,对经济和安全造成不可估量的损失。海水循环冷却水技术的应用过程中,最常见的管道材料是碳钢。目前,金属材料主要的防腐方法包括选取合适的材料、涂层保护、电化学保护、添加缓蚀剂等。其中,绿色环保的缓蚀剂技术因成本低、缓蚀效果好、利用率高等优势,成为最新研究热点。本文通过共沉淀法成功制备ZnAl-NO₃、ZnAl-HEDP和ZnAlCe-HEDP三种水滑石纳米复合缓蚀剂材料。三种水滑石均具有典型的层状结构和较高的结晶度,片层的大小为0.1-1μm、厚度大约为10nm,层间距具有较大的可调控性。同时,三种LDHs层间距依次显著增大、晶粒尺寸依次减小。运用电化学测试和浸泡腐蚀失重实验,分析ZnAl-NO₃ LDHs、ZnAl-HEDP LDHs和ZnAlCe-HEDP LDHs对3.5%NaCl溶液中Q235碳钢的缓蚀过程和缓蚀机理。结果表明,ZnAl-NO₃ LDHs中具有缓蚀作用的是Zn²⁺和Al³⁺,ZnAl-HEDP LDHs中起缓蚀作用主要是Zn²⁺、Al³⁺和HEDP^3-,而ZnAlCe-HEDP LDHs释放到溶液中的Zn²⁺、Al³⁺、Ce³⁺和HEDP^3-具有缓蚀作用,且ZnAlCe-HEDP LDHs的添加对Q235的缓蚀效果最好。缓蚀机理为:通过离子交换法捕捉溶液中的侵蚀性离子Cl^-,Cl^-浓度的降低导致腐蚀电流密度减小,阻抗电阻值增大,有效抑制腐蚀的发生;同时,水滑石层板释放到溶液中的Zn²⁺、Al³⁺或Ce³⁺能够与溶液中的OH^-发生反应,离子交换释放到溶液中的HEDP^3-可以螯合腐蚀产物中的铁离子,反应生成的氢氧化物Zn（OH）₂、Al（OH）₃和Ce（OH）₃及Fe-HEDP螯合物等,将会沉积在试样表面形成一层保护膜,阻止腐蚀的进一步进行。采用正交实验法对ZnAl-HEDP LDHs和ZnAlCe-HEDP LDHs进行工艺优化。通过对正交结果进行直观分析,确定ZnAl-HEDP LDHs最佳合成工艺为:反应物摩尔浓度比Zn²⁺:Al³⁺=2:1或3:1,反应温度40℃,晶化温度100℃;ZnAlCe-HEDP LDHs的最佳合成工艺为:反应物摩尔浓度比值M²⁺:M³⁺=2:1、Al³⁺:Ce³⁺=6:1,反应温度35℃,晶化温度105℃。