分別使用除氧的FeCl2、CuCl2、NiSO4和Na2S、NaOH溶液在纖維素膜上制備出了Fe、Cu、Ni的硫化物膜和氫氧化物膜，通過測量膜電位曲線的方法，研究了這幾種膜的離子選擇性。結(jié)果表明，它們的硫化物膜都是一種雙極性膜，靠近FeCl2/CuCl2/NiSO4溶液一側(cè)為陽離子選擇性，與Na2S溶液接觸一側(cè)為陰離子選擇性。而氫氧化物膜都是單極性膜。使用掃描電鏡和X-射線衍射分別研究了上述硫化物和氫氧化物膜的結(jié)構(gòu)和組分，發(fā)現(xiàn)雙極膜兩側(cè)組分和形貌不一致，而單極膜兩側(cè)組分和形貌一致。在碳鋼實(shí)際腐蝕體系中，成膜時(shí)接觸FeCl2溶液的一面就相當(dāng)于緊靠金屬表面的一側(cè)，接觸Na2S溶液的一面就相當(dāng)于接觸含S2-腐蝕介質(zhì)的一側(cè)。由于緊靠金屬的一側(cè)具有陽離子選擇性，使得陽極反應(yīng)溶解下來的Fe2+能夠順利地遷移到膜中，而靠近溶液的一側(cè)具有陰離子選擇性，溶液中的陰離子如S2-、Cl－等可以進(jìn)入膜內(nèi)，與另一側(cè)遷移進(jìn)來的Fe2+反應(yīng)生成硫化亞鐵沉淀，使膜的厚度不斷增長，這種膜比較疏松，不能抑制腐蝕。因此溶液中S2-的存在，促進(jìn)了鐵的陽極溶解，從而加速了基體金屬的腐蝕。這種雙極膜的結(jié)構(gòu)分布是膜兩邊有符號(hào)相反的固定電荷層，中間有一個(gè)固定電荷為零的區(qū)域。當(dāng)硫化亞鐵膜上吸附了MoO42-、PO43-等含氧陰離子和咪唑啉緩蝕劑后，雙極膜的結(jié)構(gòu)轉(zhuǎn)變?yōu)殛栯x子選擇性。這種腐蝕產(chǎn)物膜對S2-和Cl-起排斥作用，阻擋S2-和Cl-向內(nèi)遷移，抑制了鐵的陽極溶解和點(diǎn)蝕。硫化亞鐵膜吸附Ca2+、Mg2+、Ba2+等陽離子后變?yōu)閱螛O膜，具有陰離子選擇性，這是由于高價(jià)陽離子在膜上有積累，導(dǎo)致正的固定電荷的增加，以致轉(zhuǎn)變?yōu)殛庪x子選擇性。這種結(jié)構(gòu)的膜仍可以允許侵蝕性陰離子如S2-、Cl-通過，因此對腐蝕的阻止作用不大。采用動(dòng)電位掃描法和交流阻抗法研究了表面形成硫化亞鐵膜后的A3鋼電極在不同溶液中的極化曲線，討論了幾種離子對極化曲線和交流阻抗的影響。Ca2+對陽極和陰極極化曲線影響不大；而咪唑啉緩蝕劑和Na2MoO4對陰極和陽極極化曲線有明顯的影響，陰極和陽極過程都受到了抑制。