含氮有机缓蚀剂的合成及缓蚀性能研究

摘要

由于铜及其合金具有优异的机械加工性能和热力学稳定性等特点,使铜及其合金在工业、民用及军事等多个领域均得到广泛的应用,因此铜及其合金的保护非常重要。其中最有效的方法是添加有机缓蚀剂,许多有机化合物含有如N、O、P、S等易提供电子的杂原子被证明是各种环境中铜及其合金的有效缓蚀剂,其中含氮类缓蚀剂是近年来研究最多的一类缓蚀剂。
　　 本论文合成了两类含氮缓蚀剂,分别属于苯并三唑衍生物和3-氨基-1,2,4-三氮唑类席夫碱化合物,用FT-IR、1HNMR对所合成的化合物进行了表征,采用失重法,极化曲线法和量子化学计算方法研究了这些化合物在腐蚀介质中对铜的缓蚀性能。通过实验可以得到以下结论:
　　 (1)合成了四种以-CO(CH2)nCO-连接的苯并三唑二聚体化合物,并得到了一个未见文献报道的单晶。用失重法和极化曲线评价了四种缓蚀剂在3.5％氯化钠水溶液中对铜的缓蚀效果,结果显示:苯并三唑衍生物对铜均有较好的缓蚀作用,其缓蚀效率都优于苯并三唑,缓蚀效率随着缓蚀剂浓度的增加而增大,并且苯并三唑衍生物的缓蚀效率随着连接链的增加而下降。由极化曲线可以看出,苯并三唑衍生物使腐蚀电位向正方向移动,对阳极的作用大,属于阳极型缓蚀剂。
　　 (2)合成了三种不同取代基的3-氨基-1,2,4-三氮唑类席夫碱化合物,用失重法和极化曲线评价了它们在5%NakHCO3水溶液中对铜的缓蚀效果,结果显示:3-氨基-1,2,4-三氮唑类席夫碱化合物对铜均有较好的缓蚀作用,其缓蚀率都随着浓度的增加而增大,且缓蚀效率随着取代基团供电性的增加而增加。由极化曲线可以看出,3-氨基-1,2,4-三氮唑类席夫碱化合物抑制阴极和阳极的反应,属于混合型缓蚀剂。
　　 (3)采用密度泛函理论(DFT)中的B3LYP/6-31G方法对合成的化合物进行结构的优化和频率的计算,研究所合成的化合物的缓蚀效率与分子结构的关系,探讨量子化学计算结果与缓蚀性能的关系。