杂环化合物和季铵盐对铁腐蚀的抑制作用研究

摘要

本论文以高纯铁为工作电极，腐蚀介质为0.5MH2SO4，选取近十种缓蚀剂，在IM6电化学工作站上测量动电位极化曲线(Tafel曲线)和电化学阻抗谱(EIS)。通过软件处理数据，得到相关的电化学参数，根据缓蚀效率的计算公式，得出缓蚀剂的缓蚀效率。同时，结合量子化学的“密度泛函理论”计算以及进行吸附等温式的推导，提出缓蚀剂分子在金属表面的吸附方式和缓蚀机理。研究成果对于有机缓蚀剂的研究开发和实际应用具有一定的指导意义。本论文主要工作如下：1.缓蚀剂的电化学研究采用动电位极化曲线(Tafel曲线)和电化学阻抗谱(EIS)方法对缓蚀剂进行研究，并通过拟合软件对数据进行处理，得出相关电化学参数，根据得出的腐蚀电流密度(icorr)和电荷传递电阻(Rct)计算缓蚀效率。2.分子结构对缓蚀剂性能的影响根据实验结果和数据拟合处理，研究分子结构对缓蚀剂性能的影响，主要包括苯环的引入和不同杂原子对杂环化合物的缓蚀性能影响，不同烷基链和不同卤素离子引起的烷基季铵盐缓蚀剂作用的变化，并对缓蚀剂的作用机理进行探讨。3.缓蚀剂浓度对缓蚀剂性能的影响缓蚀剂的浓度对其性能存在一定的影响。比较浓度增加时四丁基溴化铵和四丁基碘化铵的缓蚀性能变化情况。通过实验得到苯并咪唑的浓度和缓蚀率之间的关系曲线。结合表面吸附理论，通过线性回归处理，判断出苯并咪唑分子在金属表面吸附符合Frumkin吸附等温式。4.缓蚀作用的量子化学计算在Gauss03软件上，根据“密度泛函理论”对苯并咪唑和苯并噻唑分子进行计算，得出各原子的电荷密度，结合Gaussview软件做出的分子空间结构模型图，从量子化学角度对缓蚀剂作用的不同加以解释。

目录

原创性声明关于学位论文使用授权的声明

摘要

符号说明

第一章绪论

§1.1金属腐蚀与防护

1.1.1金属腐蚀与缓蚀剂

1.1.2缓蚀剂的作用机理

§1.2杂环化合物和季铵盐类缓蚀剂

1.2.1杂环化合物类

1.2.2季铵盐类

§1.3本论文的研究目和研究思路

1.3.1研究目的及意义

1.3.2研究总体思路

参考文献

第二章仪器与实验方法

§2.1研究体系

§2.2实验仪器与方法

2.2.1电化学研究方法

2.2.2吸附等温式推导

2.2.3量子化学计算

参考文献

第三章结果与讨论

§3.1缓蚀剂的选取

§3.2分子结构变化对缓蚀剂性能的影响

3.2.1苯坏的引入

3.2.2不同取代原子(离子)

3.2.3不同的烷基基团

§3.3浓度变化对缓蚀剂性能的影响

3.3.1四甲基溴化铵

3.3.2四丁基碘化铵

§3.4吸附等温式

3.4.1浓度～缓蚀效率曲线

3.4.2吸附等温式的推导

§3.5量子化学计算

3.5.1密度泛函理论

3.5.2苯并咪唑和苯并噻唑的DFT处理

§3.6前景展望

参考文献

第四章结论

致谢

攻读硕士学位期间发表的论文