缓蚀剂哌啶在不锈钢钝化膜表面吸附行为的量子化学从头算研究

摘要

采用多种量子化学方法对缓蚀剂哌啶（ＰＤ）进行计算，由构象转变能垒确定了分子的吸附构象，以Ｏ－Ｆｅ－Ｏ－Ｆｅ－Ｏ和Ｏ－Ｃｒ－Ｏ－Ｃｒ－Ｏ模拟氧化膜的一维链，施行量子化学从头算（ａｂｉｎｉｔｉｏ）研究，得到了分子的稳定构型及电子结构。根据化学反应普遍微扰理论（ＧＰＴ）分析缓蚀剂与氧化膜的作用方式。结果表明，哌啶在氧化膜表面的作用属于电荷控制反应，通过Ｎ原子与金属原子之间授－受电子形成配位键实现吸附。计算得到的吸附键能与金属络合物的单键键能吻合。文中初步探讨了哌啶在电极表面的吸附取向。