【摘要】：銅及其合金具有良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱和機械加工性能,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)濟損失和安全隱患。緩蝕劑作為一種經(jīng)濟有效的防腐蝕方法,被廣泛的應(yīng)用在金屬的腐蝕防護上。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)最具實用化的發(fā)展方向之一。點擊化學(xué)反應(yīng)具有模塊化、高產(chǎn)率、條件溫和等特點。本文采用自組裝與點擊化學(xué)相結(jié)合的方法,利用銅表面腐蝕產(chǎn)生的一價銅離子原位點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)對單一物質(zhì)的自組裝和點擊組裝的性能進行了研究,然后探究了環(huán)境因素對點擊組裝的影響和點擊合成三氮唑的自組裝研究,最后利用量子化學(xué)和理論計算分析并構(gòu)建了點擊組裝的緩蝕機理模型。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,大小順序為MBYBTOTA,緩蝕效率分別為92.0%,91.5%和56.8%。2、利用兩種點擊組裝方法(兩步點擊組裝和一步點擊組裝)在銅表面點擊組裝了三氮唑緩蝕膜。結(jié)果表明兩種方法點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擊組裝了三氮唑緩蝕膜。從點擊組裝的方法來看,一步點擊組裝的效果比兩步點擊組裝的效果好;從不同物質(zhì)的點擊組裝看,TA與MBY的點擊組裝效果比TA與BTO的點擊組裝效果好。在一步點擊組裝中,當(dāng)MBY 0.5 mM+TA 0.5 mM時,緩蝕效率達到最大值為99.4%。3、探究了兩種環(huán)境因素對點擊組裝的影響:組裝溶液中NaCl的影響和外加Cu(I)的影響。通過分析可知,點擊組裝的核心是活化一價銅離子的存在,組裝溶液中的Cl-主要起活化和穩(wěn)定銅表面一價銅離子的作用。4、通過對合成三氮唑的自組裝研究和理論計算,探究了點擊組裝膜的形成機制和緩蝕機理。點擊組裝主要是利用活化的一價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。通過量子化學(xué)和分子動力學(xué)模擬結(jié)果可知,點擊生成的三氮唑吸附位點主要為三唑環(huán)和緩蝕劑分子上的氧原子。吸附位點通過與銅離子結(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點擊組裝緩蝕膜的差異主要是由于MBY分子上的兩個甲基對三唑環(huán)有供電子效應(yīng),促進了三唑環(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部分實驗材料和藥品純銅片(99.9%)，環(huán)氧樹脂封裝，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800#、1200#和2000#目數(shù)的砂紙逐級打磨拋光，最后用次沖洗，氮氣吹干。將打磨好的電極分別浸泡在含有不同濃度 TA無水乙醇組裝液中 1h。然后將組裝好的銅電極用去離子水沖洗，去的組裝分子，用氮氣吹干。最后將處理好的銅電極浸泡在 3%的 Na達到開路穩(wěn)定并測試電化學(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，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 阻抗的存在是因為銅表面溶解氧的傳輸或者 Cl-透過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，說明銅表面的腐蝕機理并未發(fā)生改變。同時，阻抗弧的半徑隨著 TA 組裝濃度的增加變化的很小，，說明單一 TA 對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)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2017
【分類號】：TG174.4

【參考文獻】

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1 沈翔;唐潔;曾德芳;;無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;葉艷君;金q

本文編號：2572397