幾種氨基酸類緩蝕劑在鐵表面吸附的第一性原理研究(英文)
本文選題:碳鋼 切入點:緩蝕劑 出處:《表面技術(shù)》2017年04期 論文類型:期刊論文
【摘要】:目的氨基酸是一類重要的環(huán)境友好型金屬有機(jī)緩蝕劑,研究緩蝕劑分子在金屬表面的吸附行為,對深入理解緩蝕機(jī)理及設(shè)計新型緩蝕劑分子有重要的理論意義。方法基于第一性原理框架下的原子軌道線性組合方法,采用Dmol3軟件研究了甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸三種分子在鐵表面的吸附行為。首先對鐵晶體表面的形貌學(xué)參數(shù)進(jìn)行了計算,然后選取合適的晶面作為吸附表面。最后通過計算三種分子在鐵表面的吸附能和分波態(tài)密度等參數(shù)分析緩蝕機(jī)制。結(jié)果鐵的三種常見晶面中,Fe(110)面為最佳吸附表面。三種氨基酸分子在Fe(110)表面呈豎直型吸附構(gòu)型,甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸的吸附能絕對值大小分別為2.233、2.254、2.472 eV,這與其實驗緩蝕效率大小順序相一致。結(jié)論緩蝕劑分子吸附可導(dǎo)致金屬基底的功函數(shù)減小。Hirshfeld電荷分析表明,吸附過程中存在從氨基酸分子到Fe(110)表面的電子轉(zhuǎn)移現(xiàn)象。態(tài)密度分析表明,氨基酸分子中的活性原子與鐵表面原子形成了共價鍵,鍵能的大小對緩蝕劑分子的緩蝕效率起決定性作用。
[Abstract]:Objective Amino acid is an important kind of environment-friendly organometallic corrosion inhibitor. The adsorption behavior of inhibitor molecules on metal surface is studied. It is of great theoretical significance to understand the mechanism of corrosion inhibition and to design new inhibitor molecules. Methods based on the atomic orbital linear combination method based on the first principle framework, glycine was studied by Dmol3 software. Adsorption behavior of alanine and leucine on iron surface. Finally, the corrosion inhibition mechanism was analyzed by calculating the adsorption energy and density of partial wave states of the three molecules on the iron surface. The results showed that the Fe _ (10) surface was the best adsorption surface in the three common crystal surfaces of iron. The three kinds of amino acid molecules were adsorbed vertically on the surface of Fe _ (110), and the three amino acids were adsorbed on the surface of Fe _ (110). The absolute values of adsorption energy of glycine, alanine and leucine are 2.233n 2.254 ~ 2.472 EV, respectively, which is consistent with the order of inhibition efficiency. Conclusion the molecular adsorption of inhibitor can reduce the work function of metal substrate. Hirshfeld charge analysis shows that the adsorption of glycine, alanine and leucine can reduce the energy function of metal substrate. During the adsorption process, the electron transfer from amino acid molecule to Fe (10) surface is observed. The density of states analysis shows that the active atom in amino acid molecule forms covalent bond with iron surface atom. The magnitude of bond energy plays a decisive role in the inhibition efficiency of corrosion inhibitor molecules.
【作者單位】: 銅仁學(xué)院材料與化學(xué)工程學(xué)院;土耳其共和國大學(xué)理學(xué)院化學(xué)系;材料腐蝕與防護(hù)四川省重點實驗室;
【基金】:Supported by the National Natural Science Foundation of China(51462030) the Science and Technology Program of Guizhou Province(QKHJC2016-1149) the Research Fund for the Doctoral Program of Tongren University(trxy DH1510) Guizhou Provincial Department of Education Foundation(QJHKYZ2016-105) the Opening Project of Sichuan University of Science and Engineering(2016CL06) and the student's platform for innovation and entrepreneurship training program(2016106665)~~
【分類號】:TG174.42
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本文編號:1560305
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