【摘 要】
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随着工业化的不断发展,我国每年因为金属材料的腐蚀造成的经济损失也是不可估量的。因此,开发新型高效、绿色环保、低毒等特点的有机缓蚀剂也成为近年来腐蚀领域研究的主要方向之一。本论文设计并合成了一系列含有单、双咪唑环的有机离子液体缓蚀剂C1-C6。目标化合物在硫酸介质中具有很好的溶解性,同时其结构中的氮杂环能够与金属铜表面形成的离子络合成键,从而在铜表面形成一层有机保护膜,隔绝金属与硫酸腐蚀介质的直接接
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随着工业化的不断发展,我国每年因为金属材料的腐蚀造成的经济损失也是不可估量的。因此,开发新型高效、绿色环保、低毒等特点的有机缓蚀剂也成为近年来腐蚀领域研究的主要方向之一。本论文设计并合成了一系列含有单、双咪唑环的有机离子液体缓蚀剂C1-C6。目标化合物在硫酸介质中具有很好的溶解性,同时其结构中的氮杂环能够与金属铜表面形成的离子络合成键,从而在铜表面形成一层有机保护膜,隔绝金属与硫酸腐蚀介质的直接接触。本论文主要探究目标分子的化学结构对金属铜在0.5 M H2SO4溶液中的缓蚀性能影响,并进一步研究其抗腐蚀机理。通过使用扫描电子显微镜(SEM)、透射电子显微镜(TEM)和动态光散射(DLS)观察了在硫酸水溶液中目标分子形成聚集体的尺寸大小和形貌随聚集时间、聚集浓度的变化情况。结果表明,目标缓蚀剂分子C1-C6在浓度为0.050 m M、聚集时间为8 h时,聚集体的形貌和尺寸大小不再随浓度和时间发生显著的变化,即缓蚀剂分子达到自聚集稳定状态。通过使用电化学交流阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线(Tafel)、铜表面的扫描电子显微镜(SEM)、等温吸附线等方法测试了铜在含有缓蚀剂C1-C6自聚体的0.5 M H2SO4溶液中的缓蚀效应,同时使用傅里叶变换红外(FT-IR)、全反射红外(ATR-IR)、X射线光电子能谱分析(XPS)、原子力显微镜(AFM)等方法进一步揭示了缓蚀剂在铜表面的缓蚀机理。实验表明,缓蚀剂C1-C6在较低的浓度下对铜表现出具有良好的缓蚀效率,其最佳缓蚀浓度是0.050 m M,缓蚀性能遵循C6>C5>C4>C3>C2>C1。表明随着吸附中心数目的增加与脂肪碳链的增长,目标分子自聚体缓蚀效率的到提高。同时实验揭示了缓蚀剂自聚体主要是通过化学吸附的方式在铜表面形成致密的保护膜,从而对铜的腐蚀有很好的保护作用。
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