论文摘要
缓蚀剂在金属防护工程中占有重要的地位,在国民经济建设中发挥着越来越重要的作用,其中有机型缓蚀剂具有良好的缓蚀效果和较高的经济效益,成为缓蚀剂研究的热点。大量的研究表明:有机型缓蚀剂可以通过其杂环原子,如O、N、S、P,或者不饱和键在金属表面吸附,达到抑制腐蚀的效果。而结构不同的杂环三唑化合物具有不同的化学活性,研究开发新结构类型的三唑类缓蚀剂己成为该类化合物的研究热点。因此运用现代分析测试手段和理论化学方法在严格科学的基础上透彻阐释缓蚀剂吸附作用机理,开发围绕性能和经济目标的环保型缓蚀剂已经成为当今缓蚀剂科学的发展趋势。本论文筛选和合成了一系列分子中具有多吸附中心的杂环三唑化合物作为缓蚀剂,通过失重试验,电化学试验,表面分析,量子化学计算等多种手段和方法测试了所选化合物的缓蚀性能,分析了它们对碳钢的缓蚀机理,从理论上探讨了缓蚀剂分子与金属表面的作用方式,确立了分子结构与缓蚀效果之间的关系。研究的主要成果如下:五种含杂环三氮唑化合物在1mol/LHCl溶液中均对碳钢有较好的缓蚀效果。其缓蚀机理是含杂环三氮唑分子吸附在碳钢表面形成了一层保护膜,抑制其电化学阴极和阳极过程,降低了腐蚀电流密度。缓蚀剂在碳钢上的吸附服从Langmuir吸附等温式,且吸附是自发过程。化合物3-（4-氟基苯）-1-{4-（1,2,4-三氮唑-1-甲氧基）-苯}-丙烯酮热力学参数表明:吸附过程是个放热过程,也是吸附熵减少的过程。这可能是由于:在缓蚀剂分子吸附到碳钢表面之前,缓蚀剂分子可以在酸液里面成无序分布状态,但在吸附过程中,缓蚀剂分子被有序吸附到碳钢表面成规则的分布,因此吸附熵减小。三种含杂环三氮唑类化合物在0.5mol/LH2SO4溶液中对碳钢的缓蚀作用表现为:杂环三氮唑化合物为混合型缓蚀剂,随着缓蚀剂的加入,腐蚀电流密度逐渐降低;随着缓蚀剂浓度的增加,其电荷迁移电阻Rct数值增大,表明了缓蚀剂吸附层对碳钢表面的保护作用。吉布斯自由能ΔGads0<0,表明缓蚀剂在碳钢上的吸附都是自发过程,且缓蚀剂在碳钢上的吸附为物理吸附和化学吸附共同作用,三种缓蚀剂通过单分子层的化学吸附方式吸附在碳钢表面以阻滞酸液对碳钢的腐蚀,其吸附遵从Langmuir吸附等温式。扫描电镜分析结果也显示了在硫酸介质中三种缓蚀剂能够很好地抑制碳钢的腐蚀,几种实验方法得到的结果能够很好地吻合。量子化学计算推断了5种杂环三氮唑缓蚀剂分子的化学吸附活性中心,并初步确立了定量构效关系（QSAR）方程,为缓蚀剂的筛选和设计合成提供了一定的理论依据,对缓蚀剂理论的发展与完善起到了一定的促进作用。