DONG ZE HUA
·Personal Information
董泽华，
出生日期：1968年12月28日
博士，教授，博士生导师，华中科技大学材料与环境化学研究所所长。1994年毕业于华中理工大学应用化学专业，获硕士学位，后留校任教。2001年获华中科技大学材料学博士学位，2002～2003年，在英国曼彻斯特大学腐蚀与防护中心从事博士后研究。现为中国腐蚀与防护学会常务理事，油气田及管道腐蚀与安全专业委员会副主任,腐蚀电化学专业委员会委员。长期从事金属腐蚀与防护、腐蚀电化学、电化学科学仪器以及工程结构的腐蚀与安全监测等领域的工作，并在油气开发、桥隧交通、航空装备和海洋防腐蚀工程中得到较大规模应用。主持或参与国家自然科学基金4项，863项目一项，国家重大科技攻关项目子课题2项，横向科研项目30多项。参编《工科基础化学》、《基础化学实验》、《纳米材料与器件》、《 Handbook of Corrosion Inhibitors in Industrial Water Treatment》等中英文教材或专著，发表研究论文90多篇，SCI收录50多篇，获得发明专利11项，广东省科技进步二等奖一项，中国腐蚀与防护学会科技进步二等奖一项。
个人主页：http://faculty.hust.edu.cn/dongzehua
论文发表：https://orcid.org/0000-0002-2652-0923
1. 研究特色
工业环境中材料的腐蚀与防护一直是工程和学术领域所关注的重要问题，特别是极端环境（如超深井及深海）中的金属结构材料的腐蚀与失效是工程结构损伤和整体抗力降低的主要因素之一.有关其机理研究已有大量文献报道，但对于工程结构的健康监测、特别是与之密切相关的局部腐蚀缺陷的在线监测，以及缓蚀剂、涂层、阴极保护和其他防腐蚀措施的有效性评估在理论和工程上都面临许多问题。
1）油气工业腐蚀与防护、腐蚀电化学研究。我们通过研究不同材料在各种苛刻环境下的失效机制，为石油石化部门的材料选择、缓蚀剂应用或阴极保护提供理论参考。
2）新型缓蚀剂开发与应用。缓蚀剂是防止或缓解石油、石化、电厂、建筑等领域金属腐蚀的重要方法，我们一直从事具有自主知识产权的炼厂缓蚀剂和混凝土阻锈剂的开发，致力于通过缓蚀剂提高设备使用寿命和混凝土的耐久性。
3）新型功能涂层和表面处理技术。开展具有超疏水、超顺滑以及抗生物无损和高耐蚀性的功能防腐蚀涂层，通过对轻合金表面进行MAO、阳极氧化与表面硅烷修饰，提高金属材料在海水中的抗蚀能力与抗生物、微生物附着能力，提高材料在海洋环境中的服役耐久性。
4）工业腐蚀监测自动化。采用电化学或物理方法对工业设备进行腐蚀在线监测是一个非常有发展潜力的领域，也是一个跨学科的、具有极好市场前景的研究领域。本课题组通过结合化学和应用电子方面的技术优势，一直专注于新型电化学仪器开发、腐蚀监检测新技术研究，已申请多项专利，并有多项腐蚀监测技术实现产业化应用。
2. 学术交流
与国内的学术交流与合作： 3年来受邀在中国腐蚀与防护大会、腐蚀电化学测试技术学术大会、中石油全国节能减排学术会议上作了3次报告，在培的博士和硕士研究生也参加全国性学术会议6人次以上。
与国际的学术交流与合作：在腐蚀监检测技术研究方向，受邀担任美国NACE 2014年会中国分会分会场主席，并做了关于油气田腐蚀监检测研究进展的主题报告，参加第九届海峡两岸材料腐蚀与防护研讨会（2014），并做接地网失效监测的无损诊断方法的主题报告。我们也邀请美国Ohio州立大学 顾亭月教授来华访问，并就微生物腐蚀问题做了深入交流。
3. 研究领域
1）腐蚀电化学及监测理论与方法研究；
2）油气田腐蚀与防护、混凝土腐蚀与防护及安全评估；
3）电化学分析仪器、电化学传感器、工业腐蚀监测设备开发；
4）超级电容器储能材料的电化学合成及表征；
4. 科研项目：
1) 基于泰国自然环境的高速列车车体材料腐蚀监测技术研究，44.9万元，中车青岛四方机车车辆股份有限公司，2023
2) 腐蚀结垢一体化快速分析方法与装置研究，中石化胜利油田分公司横向项目，35.8万，2022，
3) 西北油田管道腐蚀监测与缓蚀剂智能加注管理系统，中石化西北油田工程院，2022，41万元，
4) 腐蚀监测管理软件编码及测评，中国舰船研究设计中心，48万，2021年
5) 大气环境在线腐蚀监测模块技术研究，苏州热工研究院有限公司， 18.87万，2021年
6) 岸电系统电腐蚀机理及在线监测与防护技术方案研究，海军工程大学，45万，2021年
7) 顺北油田高风险管段腐蚀监测技术适应性评价，中石化西北油田分公司，35.65万，2021年
8) 油气田全流程腐蚀监控系统及数据管理平台-塔河油田水质酸性与氧含量在线监测技术研究，中石化西北油田分公司，40.67万，2021年
9) 油气田全流程腐蚀监控系统及数据管理平台-塔河油田现场缓蚀剂余浓度快速检测技术研究，中石化西北油田分公司，40.582万，2021年
10) 油气田全流程腐蚀监控系统及数据管理平台-管道氢损伤风险监监测技术研究，中石化西北油田分公司，30.92万，2021年
11) 战备物资储运环境质量监控与锈蚀失效预警系统研究，2020-2023，中央军委后勤保障部，200万
12) 服役环境下高速列车典型材料大数据采集与评估,2020,中车集团青岛四方车辆，107.8万，2020年,
13) 站内设备腐蚀平复与防护技术研究-网状超声点腐蚀速率监测技术研究，中石化西北分公司，38.6万，2020年
14) 电场电位特性分析计算方法研究，中国船舶重工集团第七一九研究所，76.8万，2020年
15) 高压注水管线结垢在线监测技术研究，中石化胜利油田分公司横向项目，2019,39.2万
16) 海洋环境防腐涂层腐蚀失效可视化监测评估技术，中船重工集团联合基金，2017, 40万
17) 海洋大气环境中铜基电子材料的腐蚀防护与在线监测方法研究，2017,国家自然科学基金,No. 51771079，60万,负责人；
18) CO2驱油管应力腐蚀开裂的缓蚀剂抑制与监控技术，国家科技重大专项子课题，2016ZX05016，2016-2019,114.6万，纵向
19) 中船重工701研究所，船舶涂层快速评价方法与设备，34万，2017~2019年，横向
20) 水质结垢在线监测方法及结垢趋势算法研究，中石化胜利油田，2016~2017，27.5万元，
21) 胜采厂回注水腐蚀性能测试，中石化胜利油田胜利采油厂，2016-2017，15万元，横向；
22) 腐蚀在线监测与自动加药联动技术研究，中石化江苏油田，2016~2017 ，32万元，横向
23) 油田集输管道远程腐蚀监测与缓蚀剂智能加注管理系统，胜利油田检测技术中心，2015，49万元，负责人
24) 飞机结构腐蚀在线监测技术研究,中航工业中国特种飞行器研究所,2015,-2017,138万，负责人
25) 基于电化学测量技术地网腐蚀在线监测及快速诊断方法研究，国家电网公司，2014~2015, 45万，负责人
26) 全船典型部位腐蚀状态在线监测原理样机研制，中船重工第701所，34.6万元，2013~2014，负责人
27) 海洋大气环境中铝合金亚稳态点蚀形核长大与缓蚀机制, 2014,国家自然科学基金,No.51371087，80万,负责人；
28) 松辽盆地CO2驱油与埋存技术示范工程—井下腐蚀快速监检测技术研究, 国家科技重大专项，2011ZX05054，120万，负责人；
29) CO2缓蚀剂残余浓度快速检测技术与方法研究，中石油吉林油田分公司，2011，80万，负责人
30) 钢筋/混凝土界面亚稳态点蚀发展与抑制的原位观测及机理研究,2010, 国家自然科学基金，No.50971064，38万，负责人；
31) 西南油气龙岗气田腐蚀监测与数据库开发，34万，2009，负责人；
32) 高温环烷酸和活性硫协同腐蚀机理研究，29.5万，2009， 负责人；
33) 海港工程钢筋混凝土用阻锈剂快速评价方法研究，中交武汉港湾工程研究院，负责人，
34) “863计划”复杂油气资源勘探开发技术，酸性油气田管道腐蚀安全智能监测系统，2008.第二负责人；
35) 多通道快速腐蚀检测仪和电偶腐蚀监测仪器的研制，西安热工研究院，2007,负责人；
36) 气田远程腐蚀监测技术研究，中国石油天然气总公司长庆油田分公司，2006,负责人；
37) 气田电阻法腐蚀监测技术研究，中国石油天然气总公司长庆油田分公司，2005,负责人；
38) 四川西南油气田局部腐蚀的电化学噪声腐蚀监测，中国石油天然气总公司四川天然气研究院，2004,负责人；
39) 混凝土结构中钢筋锈蚀检测仪器研制，北京建工华创公司资助， 2004,负责人，合同经费；
40) 舰船用铜合金局部腐蚀监测理论与应用，海军国防重点实验室预研课题，2005，负责人；
5. 论文目录
1. X. Cao, G. Cai, Y. Wang, J. Pan, X. Zhang, Z. Dong, Bio-Inspired Polybenzoxazine Coating: Anti-Corrosion and Anti-Abrasion Performance Enhancement through Monomer Design, Prog Org Coat, 174 (2023) 107283.
2. X.-Z. Ma, L.-D. Meng, X.-K. Cao, X.-X. Zhang, Z.-H. Dong, Investigation on the Initial Atmospheric Corrosion of Mild Steel in a Simulated Environment of Industrial Coastland by Thin Electrical Resistance and Electrochemical Sensors, Corros Sci, 204 (2022) 110389.
3. Z. Peng, C. Han, C. Huang, Z. Dong, X. Ma, Preventing Surface Passivation of Transition Metal Nanoparticles in Oxygen Electrocatalyst to Extend the Lifespan of Zn-Air Battery, Journal of Materials Science & Technology, 128 (2022) 205-212.
4. S. Xiao, X. Cao, Z. Dong, X. Ma, X. Zhang, G. Cai, A Ph-Responsive Cerium-Imidazole Decorated Zif-8 to Achieve Self-Healing Barrier Property for Epoxy Coating on Al Alloy by Controlled Release, Prog Org Coat, 163 (2022) 106640.
5. X. Cao, J. Pan, G. Cai, S. Xiao, X. Ma, X. Zhang, Z. Dong, A Chemically Robust and Self-Healing Superhydrophobic Polybenzoxazine Coating without Fluorocarbon Resin Modification: Fabrication and Failure Mechanism, Prog Org Coat, 163 (2022) 106630.
6. X. Cao, J. Pan, G. Cai, Y. Hu, X. Zhang, Z. Dong, Degradation Mechanisms of Corrosion and Biofouling Resistance of Superhydrophobic Coatings in Harsh Marine Conditions, Prog Org Coat, 173 (2022) 107222.
7. X.C. Xia, X.K. Cao, G.Y. Cai, D. Jiang, F. Zhang, Z.H. Dong, Underwater Superoleophobic Composite Coating Characteristic of Durable Antifouling and Anticorrosion Properties in Marine Environment, Colloids and Surfaces A: Physicochemical and Engineering Aspects, 628 (2021).
8. S. Wan, Z. Dong, X. Guo, Investigation on Initial Atmospheric Corrosion of Copper and Inhibition Performance of 2-Phenyl Imidazoline Based on Electrical Resistance Sensors, Mater Chem Phys, 262 (2021) 124321.
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10. G. Cai, S. Xiao, C. Deng, D. Jiang, X. Zhang, Z. Dong, Ceo2 Grafted Carbon Nanotube Via Polydopamine Wrapping to Enhance Corrosion Barrier of Polyurethane Coating, Corros Sci, 178 (2021) 109014.
11. X. Zhang, Y. Lv, F. Shan, Y. Wu, X. Lu, Z. Peng, B. Liu, L. Yang, Z. Dong, Microstructure, Corrosion Resistance, Osteogenic Activity and Antibacterial Capability of Mn-Incorporated Tio2 Coating, Appl Surf Sci, 531 (2020) 147399.
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13. S. Wan, X.-Z. Ma, C.-H. Miao, X.-X. Zhang, Z.-H. Dong, Inhibition of 2-Phenyl Imidazoline on Chloride-Induced Initial Atmospheric Corrosion of Copper by Quartz Crystal Microbalance and Electrochemical Impedance, Corros Sci, (2020) 108692.
14. Z. Peng, H. Wang, X. Xia, X. Zhang, Z. Dong, Integration of Cofe Alloy and Fe/Fe3c Nanoparticles into N-Doped Carbon Nanosheets as Dual Catalytic Active Sites to Promote the Oxygen Electrocatalysis of Zn-Air Battery, ACS Sustainable Chemistry & Engineering, (2020).
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76. 董泽华, 郭兴蓬, 郑家燊, 许立铭, 16Mn 钢局部腐蚀中的电化学噪声特征, 中国腐蚀与防护学报, 22 (2002) 290-293.
77. 董泽华, 郭兴蓬, 刘宏芳, 许立铭, 郑家燊, 用丝束电极研究srb微生物诱导腐蚀的电化学特征, 中国腐蚀与防护学报, 22 (2002) 48-53.
78. Z.H. Dong, X.P. Guo, J.X. Zheng, L.M. Xu, Investigation on inhibition of CrO42- and MoO42- ions on carbon steel pitting corrosion by electrochemical noise analysis, J. Appl. Electrochem., 32 (2002) 395-400.
79. 董泽华, 罗逸, 郑家燊, 俞敦义, 李铁成, 管线腐蚀与防护势态的灰色评估研究, 腐蚀科学与防护技术, (2001).
80. 董泽华, 郭兴蓬, 郑家燊, 许立铭, 用丝束电极研究16Mn钢的缝隙腐蚀行为, 材料保护, 34 (2001) 6-7.
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82. 董泽华, 郭兴蓬, 郑家燊, 许立铭, 碳钢在生物膜和硫化物膜下的电化学腐蚀行为, 电化学, 7 (2001) 173-179.
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6. 发明专利
1）基于电化学噪声的局部腐蚀分析方案核装置，中国发明专利，ZL200610124756.2
2）一种钢筋混凝土在线腐蚀监测以及方法,中国发明专利，ZL201010253580.7,第一发明人
3）油气管道在线腐蚀监测仪，中国发明专利，ZL201010176251.7,第一发明人
4）用于井下管柱腐蚀在线监测的复合探头、装置及方法，中国发明专利，ZL201410722531.1
5）一种变电站接地网腐蚀监测装置与方法，中国发明专利，ZL201510131270.0
6) 油气田集输管线腐蚀监测装置及缓蚀剂加注系统 ，中国发明专利，CN105181568A
7）一种油田注水管道在线结垢监测装置，中国发明专利，ZL201711192693.9
8）一种钢筋锈蚀监测用长效参比电极及其制备方法，中国发明专利，ZL202110127651.7
9) 一种环境盐雾体积浓度自动测量装置及测量方法，中国发明专利，CN113030190A
10) 一种具有pH响应的荧光涂层、制备方法及其应用，中国发明专利，ZL202110286990.X
11)一种管道涂层老化状态监测探头，中国发明专利，CN216082580U
12) 一种海洋防腐拒油涂层及其制备方法，中国发明专利，CN113462282A
7. 学术奖励
1) 董泽华 (3/3)，提高铝型材对海洋性气候与工业环境耐丝状腐蚀性能关键技术，广东省科技进步奖，二等奖，2017
2）董泽华(2/3)，提高铝型材对海洋性气候与工业环境耐丝状腐蚀性能的技术开发，中国有色金属工业科学技术奖，三等奖，2012
3) 董泽华(1/3),湿热型硫酸盐还原菌代谢产物保外高聚物对低碳钢腐蚀的影响，武汉市自然科学优秀学术论文奖，二等奖，2013
4）董泽华（1/3），高温高压CO2驱井下腐蚀监测技术，中国腐蚀与防护学会科学技术奖二等奖，2019年
8. 研究成果
以下为近年来在工业在线腐蚀监测领域所取得的成果以及现场应用实例。
8.1. 电阻探针腐蚀监测
精密电阻探针腐蚀监测采用高灵敏度转换器及温度补偿电路设计，能适用于复杂油、水、气多相体系的腐蚀连续监测，可用于油气开采与炼制环节中的腐蚀在线监测。仪器支持无线远程监测系统，采用GPRS对远程监测单元进行实时管理和数据通讯，并以图形方式实时显示不同设备的测试数据，包括传感器剩余厚度，腐蚀速率，温度等参数。
图1.电阻探针腐蚀监测仪及长庆油田天然气管线腐蚀监测实例图
8.2. 混凝土锈蚀在线监测
钢筋锈蚀在线测试仪采用高速低功耗MCU单元和Guard Ring（护环电极）技术,完全由微机控制的全自动混凝土钢筋锈蚀现场测量仪器，适合于建筑、公路、桥梁的混凝土结构中钢筋腐蚀速率的现场检测，也可用于测量混凝土电阻率和钢筋的半电池电位。
图2.钢筋锈蚀在线监测仪
沈阳大伙房输水管线钢筋腐蚀监测项目采用基于GSM无线网络来组建远程阴极保护与混凝土钢筋修饰参量监测系统。系统由恒电量腐蚀监测单元、无线数据收发器和CPMonitor监控中心（软件）组成，监控中心采用Browser/Server模式，确保授权用户能通过Internet网络对监测数据实施远程访问，该系统不仅可监测试样和钢筋匝的保护电位，还可以直接测量钢筋试样的腐蚀速率。
图3. 钢筋混凝土腐蚀监测传感器及 腐蚀监测窖井
8.3. 氢通量腐蚀监测
基于暂态恒电位极化与电流积分方法，我们设计了可快速测量金属中原子氢浓度以及扩散速率（氢通量）的测试装置，该装置也可用于评价管内壁腐蚀速率。该测量装置基于非介入式安装，无需开孔即可从管道外壁测量管内壁腐蚀速率，避免了开孔安装探针带来的安全风险，非常适用于对安全等级要求高的油气工业在线腐蚀监测。
图4. 西南油气重庆气矿现场安装的 氢通量探针
8.4. 阴极保护远程监测系统
阴极保护监测器可跟踪监测4路管地保护电位以及4台保护电源的输出电流/输出电压值，用于对阴极保护电源（或牺牲阳极）的运行状态进行实时监控。仪器内置1~32Mbytes Flash非遗失数据存储器，能存储1~3年的测量数据，内部的高精度日历时钟提供监测数据的日历标志，方便数据回放。监测器采用小尺寸密闭结构，可直接安装于现有阴极保护测试桩内。该系列设备已在兰州石化区域性阴极保护、珠海高栏港码头阴极保护项目中得到应用。
图5. 多路阴极保护监测器及无线数据收发器
图6.. 珠海高栏港阴极保护远程监测系统的安装现场
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8.5. 油气田地面腐蚀监测系统
油气田地面腐蚀监测装置集成了线性极化和弱极化腐蚀速率测量原理的优点，内置断电流测量模式，可准确测量工作电极与参比电极间的溶液电阻Rs，通过IR降自动补偿，可以得到真实极化电阻Rp值，从而准确地获得腐蚀速率。采用太阳能电池供电和无线收发器，可以实现现场腐蚀监测状态的网络化监控，图7 为安装于江苏油田的集输管线远程腐蚀监测系统。
图7.江苏油田远程腐蚀监测系统
8.6. 井下腐蚀监测系统
井下腐蚀监测采用精密电阻探针与交流阻抗集成技术，通过ER可测量油套管在一段时间的总腐蚀量和腐蚀余量，有助于掌握井下腐蚀的历史状态。而瞬时腐蚀速率则通过EIS来测量，可用于快速评价缓蚀剂在井下的波及范围及作业效率，筛选有效的井下缓蚀剂。
图8.井下腐蚀监测传感器
井下腐蚀监测无线网络的建立，有利于缩短监测周期，使管理人员足不出户就可随时观测到井下运行或腐蚀状况。监控中心可将腐蚀警示信息发送到维护人员手机上，提醒维修人员及时排除故障，实现无人值守的全自动监控。图9为用于数据自动上传的井口数据变送器和无线收发器。
图9.用于井下腐蚀监测仪的井口无线收发器
图10.井下腐蚀监测现场试验
8.7腐蚀监控与缓蚀剂加注系统
大多数油气田都没有实现腐蚀控制的自动化，仍然依赖人工来实现缓蚀剂的定量加注，由于人工加注无法确保加注的实时性与准确性，导致管网腐蚀速率的大幅度波动，或者缓蚀剂过量消耗，增加了生产成本。采用电化学方法（如交流阻抗技术）监测污水的腐蚀速率，具有响应速率快（<10min）、抗干扰能力强、测量误差低和自动化程度高等特点。将电化学腐蚀监测与缓蚀剂加药系统组成自动反馈系统，将有利于根据来水腐蚀速率的快速变化，迅速调节缓蚀剂加注量，使管线腐蚀速率始终控制在规定的范围内（如0.076mm/a），有效降低腐蚀管理成本，实现管线安全运行与缓蚀剂加药成本的最优化，提高油田的数字化水平。
图11.腐蚀监控站以及缓蚀剂智能加注站
图12.远程腐蚀监控与缓蚀剂智能加注网络管理界面