氟硅烷偶联剂在α-铁表面疏水性能模拟研究

作     者：张旭昀 王心英 朱峰 毕凤琴 王勇 Zhang Xuyun;Wang Xinying;Zhu Feng;Bi Fengqin;Wang Yong

作者机构：东北石油大学机械科学与工程学院大庆163318 黑龙江省石油石化多相介质处理及污染防治重点实验室大庆163318 中国石油天然气股份有限公司管道长春输油气分公司长春130000 

出 版 物：《化学通报》 (Chemistry)

年 卷 期：2020年第83卷第8期

页      面：761-767页

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(51974091) 黑龙江省自然科学基金项目(LH2019E021)资助 

主　　题：氟硅烷偶联剂 吸附 羟基铁表面 分子动力学模拟 

摘      要：利用分子动力学研究了十三氟辛基三甲氧基硅烷(PFOTMS)、十三氟辛基三乙氧基硅烷(PFOTES)、十七氟癸基三甲氧基硅烷(HFTMS)在α铁(111)与(110)晶面上的吸附及疏水行为,分析了径向分布函数、结合能、相对浓度等参量,探讨了三种氟硅烷偶联剂与金属铁表面的作用机理,并对其对铁表面的改性进行了分析。羟基化处理后,相比(110)表面,三种氟硅烷偶联剂与(111)晶面的吸附更为牢固,并且PFOTMS与羟基铁表面吸附最牢固。径向分布函数表明,三种氟硅烷偶联剂均易与羟基铁表面形成氢键,覆盖铁表面形成稳固的结合。氟硅烷偶联剂大大提高了铁表面的疏水性并阻止了铁表面与外界直接接触,在(111)表面上,PFOTMS疏水性最好,在(110)表面上,三种氟硅烷偶联剂疏水性能差别不大。