硫、氮杂环类衍生物对铜缓蚀性能的研究

采用电化学测试技术和分子动力学模拟相结合的方法研究了5-巯基-1-甲基四唑(MMT)和1-(2-二甲基氨基乙基)-1H-5巯基四氮唑(MTZ)2种四氮唑化合物在1mol/L HCl溶液中对铜的缓蚀性能。电化学结果表明,缓蚀剂的加入可以有效降低铜电极的腐蚀电流密度,提高铜的耐腐蚀性能,且2种缓蚀剂的缓蚀效率为MTZ>MMT。量化计算和分子动力学模拟结果表明,两种缓蚀剂均以平行于铜表面的方式吸附在金属表面,并且MTZ比MMT具有更强的反应活性和更稳定的吸附性能。两种缓蚀剂的缓蚀效率的理论评价与实验结果相一致。

两种噻二唑衍生物对铜缓蚀性能的研究

通过电化学测试和分子动力学模拟研究了5-巯基-2-氨基-1,3,4噻二唑(AMT)和5-甲基-2-氨基-1,3,4噻二唑(MATD)在硫-乙醇溶液中对金属铜的缓蚀性能。电化学测试表明,缓蚀剂的加入有效降低了铜电极的腐蚀电流密度,抑制了铜电极的腐蚀,两种缓蚀剂的缓蚀效率为AMT>MATD。量化计算和分子动力学模拟得到了缓蚀剂分子的活性位点和在铜(111)面的吸附形态。两种缓蚀剂的缓释效率的理论评价与电化学测试结果相一致。

噻二唑类衍生物对银片的缓蚀性能研究

通过接触角测定、金相显微分析、增重法和分子动力学模拟研究了以2-甲基-5-(戊基二硫代)-1,3,4-噻二唑为主要成分的复配型缓蚀剂(TSJ-T6)、2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻二唑(MMTD)和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(DMTD)对银片在单质硫与硫醇共存体系中的缓蚀性能。由接触角和金相显微分析结果可以看出,缓蚀剂分子通过吸附作用在银片与腐蚀介质之间形成了缓蚀膜,对银片的腐蚀起到了良好的抑制作用;增重实验结果表明,三种缓蚀剂在较低浓度时对银片均具有良好的缓蚀效果,其中以TSJ-T6的缓蚀性能最优;且三种缓蚀剂在银片表面的吸附均符合Langmuir吸附等温方程;通过分子动力学模拟研究了缓蚀剂在Ag(111)表面的吸附行为。

席夫碱自组装膜对铜的缓蚀性能研究

采用分子自组装技术在铜表面制备2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑缩4-甲酰苯甲酸(A)缓蚀膜。通过电化学测试技术研究了该席夫碱膜在3wt.%Na Cl溶液中对金属铜的缓蚀性能。结果表明,自组装分子膜能有效抑制铜片的腐蚀,当浓度为15 mmol·L-1,组装时间为6 h时缓蚀效果最佳,高达97.11%。量化计算和分子动力学模拟得到了缓蚀剂分子的活性位点和在Cu(111)面的吸附形态。缓蚀剂的缓蚀效率的理论评价与电化学测试结果相一致。

2,5-二芳基-噻二唑的合成及其缓蚀性能研究

合成了四种噻二唑衍生物:2,5-二苯基-1,3,4-噻二唑(DPTD),2,5-二(2-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(2-DHPTD),2,5-二(3-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(3-DHPTD)和2,5-二(4-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(4-DHPTD)。采用Tafel极化测试、电化学阻抗谱(EIS)和扫描电子显微镜(SEM)研究了噻二唑衍生物在50 mg·L-1硫-乙醇体系中对银的缓蚀作用。实验结果表明:添加缓蚀剂后,银片腐蚀得到抑制,且缓蚀效率大小顺序为:[DPDT]<[2-DHPDT]<[3-DHPDT]<[4-DHPDT]。通过量子化学计算和分子动力学模拟进一步研究了四种噻二唑衍生物的缓蚀机理,理论计算结果与实验结果一致。

L-赖氨酸自组装膜对铜的缓蚀性能研究

用电化学测量法研究不同组装时间和不同组装浓度时L-赖氨酸自组装单分子膜在0.5mol·L-1 HCl溶液中对铜的缓蚀作用,进行了吸附等温线拟合,并通过分子模拟探讨L-赖氨酸在铜表面的吸附模型。结果表明,L-赖氨酸自组装膜的最佳组装条件是在10mmol·L-1组装液中组装8h,缓蚀率达87%。等温吸附线拟合表明L-赖氨酸在Cu表面的吸附遵循Langmuir等温吸附方程。分子模拟表明,L-赖氨酸分子通过末端-NH2上的N原子与Cu原子结合,并且以近似垂直的方式吸附在Cu(111)表面。

自组装席夫碱膜对铜的缓蚀行为

通过分子自组装技术在铜表面制备2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑缩对羟基苯甲醛(简称A)和2-氨基苯并咪唑缩对羟基苯甲醛(简称B)缓蚀膜。采用电化学测试方法研究了两种席夫碱自组装膜在质量分数为3%的NaCl溶液中对铜的缓蚀作用。结果表明,自组装分子膜能有效抑制铜片的腐蚀,对于席夫碱A,当溶液浓度为15 mmol?L-1,组装时间为6 h时缓蚀效果最佳;对于席夫碱B,当溶液浓度为20 mmol?L-1,组装时间为12 h时缓蚀效果最佳,A、B的缓蚀效率分别达到98.9%和96.73%。表面分析技术表明,席夫碱化合物在铜表面形成一层保护膜,有效阻挡了腐蚀粒子向金属基底的转移,从而抑制了腐蚀的发生。量化计算和分子动力学模拟分析了A、B两种缓蚀剂分子构型与缓蚀性能的关系以及在铜表面的吸附形态,结果表明,两种缓蚀剂具有很好的缓蚀性能,且缓蚀效果A>B,与实验结果一致。

噁二唑缓蚀膜的制备及抗腐蚀性能

以二芳基酰肼为原料,合成2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑（PPD）,在碳钢表面制备噁二唑自组装分子膜。采用电化学测试、表面分析等方法对PPD分子膜的制备条件及其在质量分数3.5%NaCl溶液中的缓蚀性能进行了分析,通过量化计算对缓蚀机理进行了进一步探讨。结果表明,PPD自组装膜的最佳组装条件是：在4 mmol/L PPD组装液中组装12 h,缓蚀效率达91.95%。XPS测试结果表明,PPD分子在钢表面形成了自组装膜。量化计算得到了缓蚀剂分子的活性位点,PPD的N原子同时具有较大的Fukui（-）（0.076）和Fukui（＋）（0.058）数值,说明它们既可以提供电子形成配位键,也可以接受电子形成反馈键。

5-苯基-1H-四氮唑对铜片缓蚀性能的研究

通过金相显微镜和接触角测试研究了5-苯基-1H-四氮唑在硫-乙醇体系中对铜的缓蚀性能。结果显示,缓蚀剂可以在铜片表面形成疏水性保护膜,有效抑制了铜片的腐蚀。电化学测试表明,当缓蚀剂浓度为70 mg/L时缓蚀效率达到87%,对铜电极有明显的缓蚀作用。通过量子化学密度泛函理论研究了缓蚀剂分子结构与缓蚀性能的关系,分析了缓蚀剂分子的活性位点。通过分子动力学模拟研究了缓蚀剂分子在Cu的(111)表面的吸附行为。