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金属腐蚀严重影响到人类的生产和生活,已经成为一个严峻的问题。缓蚀剂的使用可以有效减缓金属腐蚀的速度。咪唑啉类缓蚀剂对环境友好,制备方法简单,低浓度下即可实现优良的缓蚀效果,是一种性能优良的缓蚀剂。本论文首先合成了三种双咪唑啉环的中间体,再与氯化苄反应,得到三种咪唑啉类缓蚀剂。采用FT-IR、UV-Vis、核磁共振和元素分析等表征手段,对三种缓蚀剂进行了分析。采用正交试验考察了不同反应条件对产品收率的影响,确定了每种缓蚀剂的最佳合成条件。通过静态挂片失重法和电化学方法研究了三种咪唑啉化合物在质量分数15%的盐酸溶液中对N80钢的缓蚀性能。同时,研究了三种缓蚀剂在N80钢表面的吸附模型,并对其缓蚀机理做了初步探讨。利用密度泛函理论,对三种缓蚀剂进行了相关量子化学计算。缓蚀剂合成实验结果表明,酰胺化和环化反应时间都为4h,随中间碳原子数增加,酰胺化温度分别为170℃、180℃和190℃,环化反应温度分别为190℃、220℃和240℃。腐蚀实验结果表明,三种咪唑啉类缓蚀剂对N80钢在HCl溶液中的腐蚀都具有较好的缓蚀性能。随中间碳链的增长,缓蚀效率增高。在相同温度下,随缓蚀剂浓度的升高,缓蚀效率也随之增强,其中PIM-8-IMP浓度为6 mmol/L时,在质量分数15%HCl溶液中的缓蚀效率达到98%。根据腐蚀实验结果分析,三种缓蚀剂分子的吸附都符合Langmuir等温吸附模型,在金属表面上同时发生物理吸附和化学吸附,根据电化学实验结果可知三种咪唑啉类缓蚀剂属于混合抑制型缓蚀剂。采用密度泛函理论中的B3LYP/6-3111++G方法,对分子进行几何优化,计算了最低空轨道能量(ELUMO)、最高占有轨道能量(EHOMO)、绝对硬度（η）以及能级差ΔE等,并建立了与缓蚀效率的关系。通过分子的构效关系分析,ELUMO越高,其缓蚀性能越好,ΔE、η越大,缓蚀效率也越好。