直链型疏基醇类化合物由于其具有在金属表面自组装成膜的性能,是有效的金属表面强化剂、修饰剂和金属缓蚀剂。同时,由于其特殊的分子结构,探索双头基两亲分子的烷烃链长度对其缓蚀性能的影响具有十分重要的理论和现实意义。本文以巯基乙醇为基础,选择了 10种不同链长的巯基醇分子（其疏水链长度为n=2,3,4,…,11）,研究分子链长与缓蚀性能之间的相关性。研究中,首先采用密度泛函理论研究了 10种巯基醇分子的电子结构,通过分析前线轨道分布、Fukui函数等,确定了不同链长时分子的反应活性分布以及预测缓蚀效率最有效的量子化学参数。确定分子构效关系后,为了进一步研究该类缓蚀剂的缓蚀机理,利用分子动力学模拟方法分别在真空和水溶液条件下模拟了链长为n=2,3,6,9的4种巯基醇缓蚀剂在金属界面的吸附行为。通过分析分子的吸附构型、吸附强度、成膜情况以及膜的疏水情况等,探讨了缓蚀剂浓度和分子链长对缓蚀性能的影响。分析得出以下结论:1.构效关系。量子化学研究结果表明:链长的变化对分子表面的全局活性和局部活性位点分布影响都较小。分子的全局活性分布在两端极性基团-SH和-OH上,局部活性位点则分布于S原子在O原子上。缓蚀剂分子可通过这两个原子吸附于金属表面,形成多中心吸附。但由于S原子表现出较强的亲电性和亲核性,在发生竞争吸附时-SH取代基会优先吸附于金属表面。通过分析分子结构活性参数与缓蚀效率的关系,得出其在金属表面的吸附是以供电子为主导的过程。且与缓蚀率相关性较高的量子化学参数为Etotat、TNC、χ和μ,这四个参量可用于预测同类型缓蚀剂的理论缓蚀效率,选择潜在的缓蚀剂。2.缓蚀机理。分子动力学模拟结果表明:疏基醇分子与Fe（110）晶面作用时为化学吸附,分子与金属表面的结合能随着链长增加而增大。C₉分子在真空和水溶液中的吸附能最大,分别为111.52 kcal·mol-1和99.66 kcal·mol-1。低浓度时缓蚀剂分子呈现水平吸附构型,即缓蚀剂分子与金属表面存在多个吸附中心,与量子化学研究结果一致。随浓度的不断增大,吸附到金属表面的缓蚀剂分子数目也逐渐增多,进而形成有序的自组装膜。当浓度达到临界值（分子个数为36）之后,膜的致密性和有序性反而降低,缓蚀效率有所减弱。同时,在最佳浓度条件下,长链分子（C₉）在金属表面的更容易达到饱和吸附。所形成的吸附膜也最厚,从而表现出更强的疏水能力和缓蚀性能。