噻二唑衍生物分子结构与其缓蚀性能的关系

作     者：刘琳 潘晓娜 张强 钱建华 

作者机构：渤海大学功能化合物的合成及应用辽宁省重点实验室辽宁锦州121000 中国科学院大连物理化学研究所辽宁大连116023 

出 版 物：《化工学报》 (CIESC Journal)

年 卷 期：2014年第65卷第10期

页      面：4039-4048页

核心收录：

学科分类：080503[工学-材料加工工程] 08[工学] 0805[工学-材料科学与工程（可授工学、理学学位）] 

基　　金：国家自然科学基金项目(21176030) 辽宁省高等学校优秀人才支持计划项目(LR2011033) 

主　　题：噻二唑衍生物 缓蚀 动力学 吸附 腐蚀 分子动力学模拟 

摘      要：利用交流阻、Tafel极化曲线和原子力显微镜(AFM),研究2-氨基-1,3,4-噻二唑(ATD)、5-甲基-2-氨基-1,3,4-噻二唑(MATD)、5-苯基-2-氨基-1,3,4-噻二唑(PATD)和2,5-二苯基-1,3,4-噻二唑(DPTD)4种具有不同取代基的噻二唑衍生物在50 mg·L-1硫溶液中对金属银的缓蚀性能。实验结果表明:缓蚀剂成功地吸附到了金属表面,金属腐蚀受到明显的抑制,且4种缓蚀剂的缓蚀效率的大小顺序是:MATDPATDATDDPTD。位于噻二唑环2,5位置上非极性和极性基团结构的变化,极性基团均对缓蚀剂的缓蚀性能有较大影响。因极性基团更容易吸附到金属表面,所以当噻二唑环上存在极性基团时,其抗腐蚀性能明显增强;当环上存在非极性基团时,与芳基相比,非极性基团为烷基时,其缓蚀性能更好,原因可能是由于芳基的体积较大,在吸附过程中受到的阻力较大。通过动力学分析可知:4种缓蚀剂在金属表面的吸附遵循Langmuir吸附等温方程,吸附类型属于化学吸附为主的混合吸附。通过分子动力学模拟,进一步研究了4种缓蚀剂的抗腐蚀机理,结果表明缓蚀剂与金属界面发生吸附时,4种缓蚀剂的噻二唑环和环上亲水支链中的极性基团优先吸附到金属银表面,理论计算和实验结果一致。