电沉积无机SiO2薄膜通常以TMOS（四甲氧基硅烷）或TEOS（四乙氧基硅烷）为前驱体,通过施加一定的阴极电位产生OH-催化电极附近的硅醇缩聚为凝胶,薄膜厚度可以通过调节沉积电位实现。由于电沉积过程将薄膜的凝胶过程和溶剂挥发过程分离开来,电沉积得到的SiO2薄膜具有完全不同的表面结构,制备的薄膜更粗糙多孔。虽然电沉积得到的无机SiO2薄膜没有电化学活性,但其化学稳定性好,粗糙多孔的结构有利于包埋探针分子,被广泛用于电分析、生物传感器和多孔电极的制备等领域。近期,本课题组将其应用于金属表面涂装防护体系的预处理层,取得了良好的效果。目前,硅烷前驱液的溶剂一般采用水-乙醇体系,然而,乙醇的沸点、闪点都很低,在大规模生产应用时存在较高的安全隐患,这无疑阻碍了电沉积SiO2技术的工业化进程。基于这一问题,本论文提出以沸点（184.8℃）、闪点（107.2℃）均较高的丙二醇作为改性溶剂部分替代乙醇,以水-乙醇-丙二醇体系为电沉积SiO2前驱体溶液的溶剂,并比较了其与水-乙醇溶剂体系下硅烷的水解缩聚速率、电沉积速率及电沉积SiO2薄膜性能的差异。本论文主要的研究工作包括:（1）研究了丙二醇对TMOS水解缩聚行为的影响。通过核磁和质谱等手段比较了四种水解环境下（水量5%,pH=7、水量50%,pH=7、水量5%,pH=4、水量50%,pH=4）,水-乙醇体系和水-乙醇-丙二醇体系中TMOS水解缩聚速率的差异。结果显示,TMOS在中性少水环境（pH=7,含水量5%）下的水解缩聚速度最慢,丙二醇的加入可显著提高硅烷的水解缩聚速度。在此基础上提高水量（至50%）可大幅度提高硅烷的水解速率,丙二醇的加入进一步加快硅烷的水解,同时缩聚速率也加快。在酸性（pH=4）、低含水量（5%）的溶液中,丙二醇的加入显著提高硅烷的水解速率,但由于酸性环境中硅烷缩聚受到整体性的抑制,故丙二醇促进缩聚的作用不明显。在此溶液基础上进一步提高含水量（至50%）,由于硅烷自身的水解很快,此条件下,丙二醇的加入对TMOS水解缩聚的影响可忽略。（2）在pH=4、水量50%的环境下,通过电化学石英微天平（EQCM）技术实时监测相同沉积电位下两种溶剂体系下SiO2薄膜的电沉积过程。结果发现,相同电位下,与含丙二醇体系相比,水-乙醇体系下电沉积SiO2薄膜的稳态电流密度更大,沉积速率也更快。导致这一现象的原因是由于丙二醇的加入使溶液粘度增大,离子扩散系数减慢。虽然丙二醇的加入会使沉积过程的稳态电流密度减小,沉积速率减慢,但实验证明这种影响可以通过施加更负的沉积电位得以消除。（3）在前面研究的基础上,通过调节沉积电位,在两种溶剂体系下沉积得到了相同厚度的SiO2薄膜,将其作为碳钢表面防护涂层的预处理层。结果显示,两种薄膜的形貌差别不大,但与传统水-乙醇体系相比,在水-乙醇-丙二醇体系中沉积得到的SiO2薄膜颗粒更小,薄膜的比表面积更大,硬度更小,对缓蚀剂的负载率更高。将两种薄膜负载缓蚀剂后分别应用到涂装防护体系中,通过附着力测试、盐雾实验、EIS（电化学阻抗谱）测试等实验表明,两种涂层体系样品均具有优异的腐蚀防护性能。