噁二唑缓蚀膜的制备及抗腐蚀性能研究

以二芳基酰肼为原料合成2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑(PPD),在碳钢表面制备噁二唑自组装分子膜。采用表面分析技术、电化学测试等方法对PPD分子膜的制备条件及在3.5% NaCl溶液中的缓蚀性能进行了分析,通过量化计算对缓蚀机理进行了进一步的探讨。结果表明,PPD自组装膜的最佳组装条件为4 mmol•L-1组装液中组装12h,缓蚀效率达91.95%,XPS测试结果表明PPD分子在钢表面形成自组装膜,量化计算得到了缓蚀剂分子的活性位点。     

自组装席夫碱膜对铜的缓蚀行为

通过分子自组装技术在铜表面制备2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑缩对羟基苯甲醛（简称A）和2-氨基苯并咪唑缩对羟基苯甲醛（简称B）缓蚀膜。采用电化学测试方法研究了两种席夫碱自组装膜在质量分数为3%的NaCl溶液中对铜的缓蚀作用。结果表明,自组装分子膜能有效抑制铜片的腐蚀,对于席夫碱A,当溶液浓度为15 mmol·L^-1,组装时间为6 h时缓蚀效果最佳;对于席夫碱B,当溶液浓度为20 mmol·L^-1,组装时间为12 h时缓蚀效果最佳,A、B的缓蚀效率分别达到98.9%和96.73%。表面分析技术表明,席夫碱化合物在铜表面形成一层保护膜,有效阻挡了腐蚀粒子向金属基底的转移,从而抑制了腐蚀的发生。量化计算和分子动力学模拟分析了A、B两种缓蚀剂分子构型与缓蚀性能的关系以及在铜表面的吸附形态,结果表明,两种缓蚀剂具有很好的缓蚀性能,且缓蚀效果A>B,与实验结果一致。     

自组装席夫碱膜对铜的缓蚀行为

通过分子自组装技术在铜表面制备2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑缩对羟基苯甲醛(简称A)和2-氨基苯并咪唑缩对羟基苯甲醛(简称B)缓蚀膜。采用电化学测试方法研究了两种席夫碱自组装膜在质量分数为3%的NaCl溶液中对铜的缓蚀作用。结果表明,自组装分子膜能有效抑制铜片的腐蚀,对于席夫碱A,当溶液浓度为15 mmol?L-1,组装时间为6 h时缓蚀效果最佳;对于席夫碱B,当溶液浓度为20 mmol?L-1,组装时间为12 h时缓蚀效果最佳,A、B的缓蚀效率分别达到98.9%和96.73%。表面分析技术表明,席夫碱化合物在铜表面形成一层保护膜,有效阻挡了腐蚀粒子向金属基底的转移,从而抑制了腐蚀的发生。量化计算和分子动力学模拟分析了A、B两种缓蚀剂分子构型与缓蚀性能的关系以及在铜表面的吸附形态,结果表明,两种缓蚀剂具有很好的缓蚀性能,且缓蚀效果AB,与实验结果一致。     

规整有机分子自聚集体对铜的高效缓蚀的研究

通过多步法合成了离子型含双苯并三氮唑环的目标分子，4，4'-{苯-1，3-二基二[(1E)-3-羰基丙-1-烯-1，3-二基]}二[2-(2H-苯并三唑-2-基)苯醇酸]二钾。在室温条件下，目标分子在3.5%（质量）NaCl/DMSO（二甲基亚枫）混合溶液 （体积比：40/60） 中能够发生分子自组装产生纳-微米级的自聚集体。通过傅里叶变换红外光谱 （FT-IR）、拉曼光谱和X射线光电子能谱 （XPS） 的表征，证实了所形成的目标分子自聚集体能够对铜表面产生强烈的化学吸附作用，在铜表面形成自组装膜。利用电化学方法测定了目标分子自聚集体吸附在铜表面形成自组装膜后，在3.5%（质量）NaCl溶液中的缓蚀性能。结果表明目标分子自聚集体在NaCl溶液中能高效地抑制铜腐蚀。     

4-氨基苯甲酸席夫碱自组装缓蚀膜对20#钢在饱和CO2油田水中的缓蚀性能

利用邻氧乙酸苯甲醛缩4-氨基苯甲酸钾盐席夫碱(K₂L1)缓蚀剂在20#碳钢表面制备了自组装单分子膜(SAMs),通过电化学方法研究了缓蚀剂的合成条件、自组装时间等因素对成膜的影响,结果表明,合成中KOH与邻氧乙酸苯甲醛按2:1摩尔比进行反应得到的K₂L1缓蚀剂在碳钢表面自组装3 h后,可以形成稳定、致密的缓蚀膜。缓蚀性能的研究表明,碳钢表面K₂L1-SAMS抑制了碳钢的阴极还原过程,改变了电极表面双电层结构,具有良好的缓蚀效果(最高缓蚀效率可达95%以上),交流阻抗和极化曲线得到的结论是一致的。同时研究表明K₂L1的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是典型的化学吸附。量子化学计算结果表明,K₂L1分子具有多个吸附活性中心,这些活性原子的前线轨道能与碳钢表面铁原子的前线轨道相互作用,因而使得K₂L1分子在碳钢表面形成吸附膜,阻止了碳钢在饱和CO₂油田水介质中的溶解。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,K₂L1通过配位键在碳钢表面形成了稳定的缓蚀膜。     

对羟基苯甲酸自组装膜对铜的缓蚀作用

利用自组装技术将对羟基苯甲酸在铜表面形成自组装单分子膜,利用电化学阻抗谱和极化曲线研究了自组装膜对铜的缓蚀作用及其吸附行为。结果表明,对羟基苯甲酸分子易在铜表面形成稳定的自组装单分子膜,该膜抑制了铜的阳极氧化过程,改变了电极表面的双电层结构,固/液界面双电层电容明显降低,有良好的缓蚀效果。研究结果还表明,对羟基苯甲酸在铜表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是典型的物理吸附。     

铁电极表面2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸盐自组装膜缓蚀性能研究

缓蚀剂分子在金属表面自组装成膜是金属防腐的一种重要方法。选用2,2’-联吡啶-5,5’-二羧酸盐(bpydc)作为缓蚀剂,通过自组装法在铁电极表面形成保护膜。利用电化学法和理论计算相结合,从宏观和微观两个层面研究bpydc在铁电极表面的缓蚀效能以及作用机理。结果表明,bpydc对铁的缓蚀效率达到90.93%,属于阳极型缓蚀剂。理论计算证明bpydc符合优异缓蚀剂的标准,分子中羧基氧原子具有较负的电荷更易吸附在铁电极表面,与全反射红外光谱测试结果一致。     

席夫碱基咪唑啉缓蚀剂的密度泛函理论研究

用量子化学密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-31G(d)和6-311G(d,P)基组水平上,研究了席夫碱基咪唑啉化合物BIA、BIOHA、BIMHA和BIMMA的缓蚀性能与分子结构及电子结构的关系,讨论了计算结果与缓蚀性能的关系。结果表明缓蚀性能与电负性χ、亲电指数ω等亲电反应参数相关性良好,最后用Fukui指数分析了分子中原子的反应性。可以认为缓蚀剂分子通过离域于苯环平面LUMO接受电子发生亲电作用与金属表面形成吸附膜。     

十八硫醇自组装膜对银的缓蚀作用

在银电极表面制备了十八硫醇自组装膜,采用极化曲线、交流阻抗等电化学方法研究了不同浓度的十八硫醇对银的缓蚀作用的影响。结果表明:在温度50℃,自组装时间4h,十八硫醇0.05mol/L的条件下,缓蚀效率达到97.1%,覆盖度达到97.8%,十八硫醇在银电极表面形成了致密的自组装膜,有效地抑制了银的腐蚀。     

植物提取物自组装膜在盐酸中对Q235钢的缓蚀作用

以铁线蕨植物提取物(ACE)为成膜物质,在Q235钢表面自组装得到缓蚀膜。通过极化曲线和电化学阻抗谱测试研究了该自组装膜对Q235钢在1 mol/L HCl溶液中的缓蚀性能。结果表明,该自组装膜对Q235钢的阴、阳极腐蚀反应均有抑制作用,可明显减缓Q235钢在盐酸溶液中的腐蚀,且缓蚀作用随ACE质量浓度的增大而增强。ACE分子在Q235钢表面的吸附遵从Langmuir和Frumkin吸附模型,为单分子层吸附,吸附分子之间存在横向吸引力。     

荧光标记铜材料在模拟冷却水中的耐蚀性能研究

通过点击组装技术在铜表面原位组装形成一种三氮唑(TTC)缓蚀膜,并对其性能进行表征。结果表明,该组装膜对模拟工业冷却水体系中的铜有优异的缓蚀性能,同时具有良好的荧光特性。随着腐蚀时间的延长,铜表面膜遭到破坏,其缓蚀性能和荧光强度呈逐步下降趋势。通过二次组装预膜可对已破裂的缓蚀膜进行修复,恢复其保护作用和荧光特性。点击组装膜的缓蚀性能和荧光性能具有相同的变化规律,两者具有一定的相关性,可用荧光分析方法对铜换热器管表面缓蚀膜的保护性能进行评价,从而为工业循环冷却水体系水处理缓蚀组装膜的实时监测和系统二次预膜提供基础。     

铜表面硬脂酸自组装膜的制备及耐腐蚀性能

应用自组装技术在Cu(OH)2纳米柱/CuO微花阶层结构表面制备硬脂酸自组装膜(SAM),运用电化学阻抗谱探讨了形成自组装膜的较佳浓度和自组装时间,通过极化曲线和循环伏安法考察了硬脂酸自组装膜在0.1 mol/L NaCl溶液中对铜电极的缓蚀性能.结果表明,当CuO/Cu(OH)2电极在8 mmol/L硬脂酸溶液中自组...     

含氟聚芴醚噁二唑质子交换膜的性能

将十氟噁二唑和双酚芴作为聚合物单体制备了一种新型的偏氟聚芴醚噁二唑质子交换膜。通过加入4-羟基磺酸钠进攻十氟噁二唑邻位的C—F键引入官能基团探究了膜的制备方法。研究了膜的物理、电化学性能并组装了燃料电池单电池。实验结果表明:该膜具有较高的离子传导率、较强的机械性能及低的甲醇渗透率。30℃时,传导率为58mS·cm-1,70℃,传导率达到了137 mS·cm-1。甲醇渗透率是Nafion117膜的1/2,在100℃时,单电池的功率达到85mW·cm-2。     

树枝状分子自组装膜的组装类型和应用进展

将树枝状结构引入到分子自组装膜中来构筑功能性表面,既增加了自组装膜的稳定性,同时也为制备功能性表面提供一条有效的途径,拓宽了自组装膜的应用。对固体表面树枝状分子自组装膜的制备策略进行了综述。     

玻璃基底表面抗蛋白吸附膜的制备及性能测试

通过分子自组装技术和原子转移自由基聚合方法(ATRP)在玻璃基底表面分别制备了不同的抗蛋白吸附膜,采用接触角测量,光波导模式谱仪和荧光标记蛋白的吸附对膜表面性能进行了测试。结果表明,两种方式形成的3种抗蛋白吸附膜能够阻止绝大部分的蛋白吸附,其中ATRP方式形成的聚乙二醇(PEG)膜表面其抗蛋白吸附性能略优于自组装膜,而磺酸基甜菜碱—异丁烯酸(SBMA)形成的聚合物刷相比于PEG具有更好的抗蛋白吸附能力。     

苝四羟酸自组装单分子膜的制备及其光电转移性质的研究

通过共价链连接的方式在亲水性基底上制备了刚性功能分子3，4，9，10-苝四羧酸的自组装单分子膜，利用接解角、紫外-可见光谱、电化学循环伏安等方法对所制备的苝四羟酸自组装膜进行了表征，并初步研究了该自组装膜在ITO电极表面光电转换性质。     

取代苯并咪唑基噁二唑硫醚的合成及晶体结构

以2-氯甲基-6-硝基苯并咪唑和2,2'-联吡啶-3,3'-二(5-[1,3,4-噁二唑-2-硫酮])为原料在碱性水溶液中进行反应制备2-亚甲基-6-硝基苯并咪唑取代基2,2'-联吡啶-3,3'-二(5-[1,3,4-噁二唑-2-硫醚])新化合物,其结构通过1H NMR、13C NMR、IR、MS、元素分析及单晶X-射线衍射等技术进行表征,其盐酸盐晶体测试结果表明:晶体中存在两个手性异构体分子,整个分子外观呈现字母"S"形状,相邻分子之间通过π——π堆积和S——π作用形成一维超分子链。CCDC:1826003。     

N,N-二甲基甲酰胺自组装膜对铜的缓蚀作用

将铜电极浸泡在不同浓度的N,N-二甲基甲酰胺溶液中,分别制备了各种自组装膜,用交流阻抗和稳态极化曲线研究了每种自组装膜在中性NaCl溶液中对金属铜的缓蚀作用,结果表明0.1mmol/L的N,N-二甲基甲酰胺溶液的自组装膜在0.5mol/L的NaCl溶液中对铜有较好的缓蚀效果,缓蚀效率为95.97%.     

八元瓜环与二亚甲基吡啶三硫配合物晶体结构

以八元瓜环和2,2'-联吡啶-3,3'-二[3-亚甲基吡啶-5-(1,3,4-噁二唑-2-硫醚)]为原料,在盐酸水溶液中进行加热反应得到八元瓜环与二(3-亚甲基吡啶)三硫化合物的主-客体自组装包结配合物,其结构通过单晶X-射线衍射技术进行表征。实验结果表明:客体分子的三个硫原子置于瓜环空腔内,而两端吡啶环置于瓜环端口从而形成1∶1的主-客体自组装包结配合物。     

聚乙二醇改性3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱对铝缓蚀性能研究

合成一种聚乙二醇酯改性席夫碱缓蚀剂,考察其对铝的缓蚀性能。以3,5-二溴水杨醛、对氨基苯甲酸为原料,经溶液法,合成了3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱,利用红外光谱、紫外光谱对其结构进行表征与确认。利用硼酸酯化法合成聚乙二醇(1000)单月桂酸酯,测定其酸值、皂化值分别为34 mg/g KOH,112 mg/g KOH。以N,N-二甲基甲酰胺为溶剂,对甲苯磺酸为催化剂,在常压下,反应温度为130℃,合成聚乙二醇改性3,5-二溴水杨醛缩对氨基苯甲酸席夫碱缓蚀剂。以纯铝片为研究对象,运用分子自组装技术,在铝表面自组装成膜,利用电化学技术、失重法和扫描电子显微分析法探讨聚乙二醇酯改性席夫碱自组装膜在0.5 mol/L盐酸溶液中对铝的缓蚀作用。结果表明,当缓蚀剂浓度为100 mg/L时,自组装时间为30 min,对铝的缓蚀效果最佳。