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本论文以苯并三氮唑(BTAH)为模板设计合成了六种季铵盐——碘化l-((lH-苯并三氮唑-l-基)甲基)吡啶盐(BP)、碘化1-((1H-苯并三氮唑-l-基)甲基)喹啉盐(BQ)、碘化4-甲基-4-((1H苯并三氮唑-l-基)吗啡啉盐(BM)、碘化l-((1H苯并三氮唑-l-基)甲基)-3-氨基甲酰基吡啶盐(BCP)、溴化N,N-二甲基-N-((1H苯并三氮唑-1-基)甲基)-l-苯基甲胺盐(BMPMA)和碘化N,N-二甲基-N-((1H苯并三氮唑-l-基)甲基)-1-(lH-苯并三氮唑-1-基)甲胺盐(BBMMA),并采用红外光谱、氢谱、质谱和单晶X射线衍射法对其分子结构进行了表征。通过单因素实验对其合成条件进行了优化,得到了这两类季铵盐的最佳合成工艺。利用热重分析仪分析了这些季铵盐的热稳定性,测试结果表明BP、BQ、BCP, BM, BMPMA、BBMMA分别在187.6℃、179.2℃、193.0℃、178.3℃、183.3℃和136.7℃以下能够稳定存在。本文选择其中四种具有代表性的季铵盐(BP、BQ, BMPMA和BBMMA)通过失重法、电化学法和SEM表面分析法研究了它们在1M盐酸溶液中对A3碳钢的缓蚀性能。失重法测试结果表明,季铵盐的缓蚀效率随着盐酸溶液中季铵盐的浓度的增加而增大,随着腐蚀体系温度的升高而降低；缓蚀剂分子在碳钢表面的吸附兼有化学吸附和物理吸附的特点,并且遵循Langmuir吸附等温式；在298K时,5×10-3mol/L的BP、BQ、BMPMA、BBMMA的盐酸溶液对碳钢的缓蚀效率分别达到96.0%、98.1%、97.0%和97.0%,比相同浓度下的BTAH的缓蚀效率(92.6%)高。极化曲线测试表明,这四种季铵盐都属于界面型缓蚀剂并且都是混合型缓蚀剂,且对阳极的抑制作用稍强。电化学阻抗谱研究表明,碳钢的腐蚀过程主要由电荷转移过程控制,缓蚀剂的加入没有改变碳钢表面的腐蚀机理。缓蚀剂的缓蚀作用是通过缓蚀剂分子逐渐取代碳钢表面吸附的水分子,从而减少碳钢表面腐蚀的活性位点来实现的。表面形貌分析表明,在加有缓蚀剂的1M盐酸溶液中浸泡24h的碳钢试片的表面腐蚀较轻,说明缓蚀剂的加入抑制了碳钢的腐蚀。