【摘要】：銅及其合金具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和機(jī)械加工性能,在眾多工業(yè)領(lǐng)域得到應(yīng)用。銅在含有Cl-等侵蝕性離子的溶液中容易受到腐蝕,并能造成巨大的經(jīng)濟(jì)損失和安全隱患。緩蝕劑作為一種經(jīng)濟(jì)有效的防腐蝕方法,被廣泛的應(yīng)用在金屬的腐蝕防護(hù)上。而緩蝕自組裝技術(shù)是將緩蝕劑按設(shè)定方式修飾在金屬表面,能在金屬表面起到鈍化作用,是自組裝技術(shù)最具實(shí)用化的發(fā)展方向之一。點(diǎn)擊化學(xué)反應(yīng)具有模塊化、高產(chǎn)率、條件溫和等特點(diǎn)。本文采用自組裝與點(diǎn)擊化學(xué)相結(jié)合的方法,利用銅表面腐蝕產(chǎn)生的一價(jià)銅離子原位點(diǎn)擊組裝生成三氮唑緩蝕膜。本文主要采用電化學(xué)方法和表面分析技術(shù)對(duì)單一物質(zhì)的自組裝和點(diǎn)擊組裝的性能進(jìn)行了研究,然后探究了環(huán)境因素對(duì)點(diǎn)擊組裝的影響和點(diǎn)擊合成三氮唑的自組裝研究,最后利用量子化學(xué)和理論計(jì)算分析并構(gòu)建了點(diǎn)擊組裝的緩蝕機(jī)理模型。主要結(jié)果如下:1、考察了三種單一物質(zhì)(包括一種疊氮TA和兩種炔BTO、MBY)對(duì)銅自組裝的緩蝕效果。結(jié)果表明三種物質(zhì)的自組裝膜均存在緩蝕效率的峰值,大小順序?yàn)镸BYBTOTA,緩蝕效率分別為92.0%,91.5%和56.8%。2、利用兩種點(diǎn)擊組裝方法(兩步點(diǎn)擊組裝和一步點(diǎn)擊組裝)在銅表面點(diǎn)擊組裝了三氮唑緩蝕膜。結(jié)果表明兩種方法點(diǎn)擊組裝的緩蝕劑膜均具有良好的緩蝕效果,紅外光譜結(jié)果表明在銅表面成功點(diǎn)擊組裝了三氮唑緩蝕膜。從點(diǎn)擊組裝的方法來(lái)看,一步點(diǎn)擊組裝的效果比兩步點(diǎn)擊組裝的效果好;從不同物質(zhì)的點(diǎn)擊組裝看,TA與MBY的點(diǎn)擊組裝效果比TA與BTO的點(diǎn)擊組裝效果好。在一步點(diǎn)擊組裝中,當(dāng)MBY 0.5 mM+TA 0.5 mM時(shí),緩蝕效率達(dá)到最大值為99.4%。3、探究了兩種環(huán)境因素對(duì)點(diǎn)擊組裝的影響:組裝溶液中NaCl的影響和外加Cu(I)的影響。通過(guò)分析可知,點(diǎn)擊組裝的核心是活化一價(jià)銅離子的存在,組裝溶液中的Cl-主要起活化和穩(wěn)定銅表面一價(jià)銅離子的作用。4、通過(guò)對(duì)合成三氮唑的自組裝研究和理論計(jì)算,探究了點(diǎn)擊組裝膜的形成機(jī)制和緩蝕機(jī)理。點(diǎn)擊組裝主要是利用活化的一價(jià)銅離子催化溶液中的疊氮和炔生成三氮唑吸附在銅表面起緩蝕作用。通過(guò)量子化學(xué)和分子動(dòng)力學(xué)模擬結(jié)果可知,點(diǎn)擊生成的三氮唑吸附位點(diǎn)主要為三唑環(huán)和緩蝕劑分子上的氧原子。吸附位點(diǎn)通過(guò)與銅離子結(jié)合形成配合物,吸附在銅表面形成緩蝕組裝膜。MBY和BTO分別與TA點(diǎn)擊組裝緩蝕膜的差異主要是由于MBY分子上的兩個(gè)甲基對(duì)三唑環(huán)有供電子效應(yīng),促進(jìn)了三唑環(huán)的穩(wěn)定性和在銅表面的吸附能力。
【圖文】：

圖 2-1 三種單一物質(zhì)的分子結(jié)構(gòu)式：(a) TA; (b) BTO; (c) MBY部分實(shí)驗(yàn)材料和藥品純銅片(99.9%)，環(huán)氧樹(shù)脂封裝，工作面積為 0.5 cm-1；腐蝕體系為 3w子水配制。TA、BTO 和 MBY 均為分析純化學(xué)試劑，由阿拉丁試劑劑均為分析純。自組裝方法在組裝前經(jīng)過(guò)800#、1200#和2000#目數(shù)的砂紙逐級(jí)打磨拋光，最后用次沖洗，氮?dú)獯蹈伞⒋蚰ズ玫碾姌O分別浸泡在含有不同濃度 TA無(wú)水乙醇組裝液中 1h。然后將組裝好的銅電極用去離子水沖洗，去的組裝分子，用氮?dú)獯蹈�。最后將處理好的銅電極浸泡在 3%的 Na達(dá)到開(kāi)路穩(wěn)定并測(cè)試電化學(xué)性能。

上海電力學(xué)院碩士學(xué)位論文18圖2-3 組裝和未組裝TA緩蝕膜的銅電極在3%NaCl溶液中浸泡1h后的電化學(xué)結(jié)果：(a) Nyquist圖；(b) Bode 圖由圖 2-3 可見(jiàn)，高頻區(qū)表現(xiàn)為容抗弧，容抗弧的直徑值代表電荷轉(zhuǎn)移電阻的大小，值越大腐蝕速率越慢，值越小腐蝕速率越快；與高頻區(qū)不同，低頻區(qū)均出現(xiàn)了 Warburg阻抗。Warburg 阻抗的存在是因?yàn)殂~表面溶解氧的傳輸或者 Cl-透過(guò)組裝膜腐蝕銅表面引起的[11-12]。在組裝了不同濃度的 TA 緩蝕膜后，所有阻抗譜曲線的形狀均未發(fā)生改變，說(shuō)明銅表面的腐蝕機(jī)理并未發(fā)生改變。同時(shí)，阻抗弧的半徑隨著 TA 組裝濃度的增加變化的很小，，說(shuō)明單一 TA 對(duì)銅的緩蝕效果并不好。從 Bode 圖中也可以看出，組裝了 TA 后，相位圖未發(fā)生明顯變化。由 Bode 圖可以看出
【學(xué)位授予單位】：上海電力學(xué)院
【學(xué)位級(jí)別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號(hào)】：TG174.4

【參考文獻(xiàn)】

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1 沈翔;唐潔;曾德芳;;無(wú)磷阻垢緩蝕劑聚天冬氨酸的合成新方法[J];清洗世界;2016年05期

2 毛楨東;王磊;高鵬杰;于秀麗;李惠萍;;4-{[3-(三甲氧基硅烷基)丙氧基]甲基}-1H-1,2,3-三氮唑的合成和表征[J];河南化工;2016年04期

3 陳文江;何強(qiáng);葉艷君;金q

本文編號(hào)：2572397