有机缓蚀剂对铜在3.0 wt.％氯化钠溶液中的缓蚀作用研究

摘要

由于铜拥有优良的导热性、良好的耐腐蚀性和机械加工性，它被广泛应用于各个领域，但是，铜在不同环境中，特别是在氯离子存在的条件下，会发生严重腐蚀的情况早已见诸报道。科学家们提出了诸如添加缓蚀剂和自组装膜的方法来预防和/或减少铜的腐蚀。在这些避免或防止铜表面的破坏的方法中，添加缓蚀剂是使用最为普遍，并且在工业中最为有用的腐蚀防护措施。
　　缓蚀剂，例如咪唑、苯并三唑、聚合物以及他们的衍生物，已被人们广泛研究和应用。研究表明，缓蚀剂分子中含有N、S、O和P原子的物质拥有良好的缓蚀性能，但不幸的是这些化合物不仅价格高昂，而且具有生物毒性。为了寻找新型、价格更低廉、更安全缓蚀剂，我们研究了几种不同的有机物在3.0 wt.％ NaCl溶液中作为铜缓蚀剂的性能。通过失重、电化学方法和量子化学计算研究了缓蚀效率和缓蚀作用机理，通过表面表征讨论了添加缓蚀剂后铜表面的形貌。主要工作介绍如下:
　　1.1-(4-氯苄基)-1，2,4-三唑-3-硫醇对铜的缓蚀行为研究
　　合成、表征并探讨了1-(4-氯苄基)-1，2，4-三唑-3-硫醇(CBTT)在3.0 wt.％ NaCl溶液中对铜的缓蚀作用。通过失重、动电位极化和电化学阻抗研究了CBTT的缓蚀效率。使用SEM研究了CBTT在铜表面的吸附情况。CBTT的缓蚀效率随着浓度的增加而不断升高。通过量子化学计算探讨了CBTT在铜表面的吸附机理。CBTT在铜表面的吸附是同时伴有物理吸附和化学吸附的混合吸附过程，且符合Langmuir吸附方程。这些研究结果表明，CBTT在3.0 wt.％ NaCl溶液中是一种良好的阳极型缓蚀剂。
　　2.二硫苏糖醇对铜的缓蚀行为研究
　　运用失重法、动电位极化和电化学阻抗研究了二硫苏糖醇(DTT)在3.0 wt.％NaCl溶液中的缓蚀效率。通过对DTT浓度和温度实验条件的探讨，考察了其最优应用条件。结果显示，DTT在铜表面的吸附是铜与硫形成配位键的化学吸附过程，符合Langmuir吸附等温式。DTT是一种对阳极抑制作用更为明显的混合型缓蚀剂，它的缓蚀效率随着浓度的升高不断上升，随着温度的上升而有所下降;当温度为20℃，DTT浓度为3.0 mM时，缓蚀效率达到最优。使用接触角测试研究了DTT在铜表面的存在情况，通过量子化学计算探讨了缓蚀机理。
　　3.聚乙烯亚胺和2，6-二巯基嘌呤对铜的缓蚀行为研究
　　使用动电位极化和电化学阻抗研究了聚乙烯亚胺(PEI)和2，6-二巯基嘌呤(DMP)在3.0 wt.％ NaCl溶液中对铜的协同缓蚀效应。当腐蚀介质中只添加PEI时，缓蚀效率在一定范围内随着浓度的增高而不断上升;当超过该范围后，缓蚀效率随着浓度升高有所降低。同时加入PEI和DMP后，缓蚀效率明显升高。结果显示，PEI和DMP是一种铜的协同缓蚀剂。当PEI和DMP的浓度比为8.0 mMPEI:0.2 mM DMP时，缓蚀效果最好。

目录

声明

摘要

第一章 绪论

1．1 引言

1．2 缓蚀剂研究现状及其应用

1．3 缓蚀剂常用的研究方法

1．3．1 失重法

1．3．2 电化学方法

1．3．3 表面分析方法

1．3．4 量子化学计算

1．4 选题背景及研究内容

参考文献

第二章 新型1，2，4-三唑衍生物对铜在3.0 wt.％氯化钠溶液中的缓蚀行为研究

2．1 引言

2．2 材料和方法

2．2．1 合成缓蚀剂

2．2．2 材料

2．2．3 失重实验

2．2．4 电化学实验

2．2．5 表面分析

2．2．6 量子化学计算

2．3 结果与讨论

2．3．1 失重实验和吸附机理

2．3．2 动电位极化研究

2．3．3 电化学阻抗

2．3．4 吸附方程

2．3．5 表面分析

2．3．6 量子化学计算

2．4 总结

参考文献

第三章 二硫苏糖醇对铜在3.0 wt.％NaCl溶液中的缓蚀行为研究

3．1 引言

3．2 材料和方法

3．2．1．材料及仪器

3．2．2．失重实验

3．2．3．接触角测试

3．2．4．电化学实验

3．2．5．量子化学计算

3．3 结果与讨论

3．3．1．失重实验

3．3．2．动电位极化

3．3．3．电化学阻抗

3．3．4．吸附等温式

3．3．5．接触角测试

3．3．6．量子化学计算

3．4 总结

参考文献

第四章 聚乙烯亚胺与2，6-二巯基嘌呤对铜在3.0 wt.％NaCl溶液中的缓蚀行为研究

4．1．引言

4．2．材料和方法

4．2．1．材料

4．2．2．电化学实验

4．3．结果与讨论

4．3．1．聚乙烯亚胺浓度优化

4．3．2．复配缓蚀剂浓度优化

4．3．3．表面表征

4．4．总结

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文目录

致谢