含氮雜環(huán)緩蝕劑在金屬電極表面的表面增強(qiáng)拉曼散射和電化學(xué)研究.pdf

1、使用和添加緩蝕劑已成為防腐蝕技術(shù)中應(yīng)用最為廣泛的方法之一。其中有機(jī)型含氮緩蝕劑具有良好的緩蝕效果和較高的經(jīng)濟(jì)效益，成為緩蝕劑研究的熱點(diǎn)。表面增強(qiáng)拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering，SERS)光譜技術(shù)分子水平上表征金屬/溶液界面的電化學(xué)過程最為有效的技術(shù)，對緩蝕過程和機(jī)理的闡明具有十分重要的意義。電化學(xué)交流阻抗(electrochemical impedance spectroscopy，EIS)

2、是一種無損的檢測技術(shù)，已經(jīng)成功用于腐蝕現(xiàn)象的研究。自組裝單層(Self—assembled monolayers，SAMs)是一種可以在基底表面形成可控的、均一整齊的分子層的技術(shù)，能夠提供很好的分子模板用作表面分析。本文通過共用SERS、EIS和SAMs技術(shù)對含氮雜環(huán)分子緩蝕劑在金屬基底表面吸附構(gòu)型，吸附方式進(jìn)行研究，對此類緩蝕劑進(jìn)行了緩蝕性能評價和預(yù)測。主要內(nèi)容分為： 1.利用電化學(xué)交流阻抗比較了2-巰基苯并噻唑(MBT)自組

3、裝膜分別在鋅、銀電極表面的緩蝕效果。對EIS結(jié)果進(jìn)行擬和，空白的銀電極和鋅電極等效電路都符合R(Q(RW))模型。銀電極表面MBT自組裝膜等效電路符合R(C(R(C(R)))模型，鋅電極則符合為R(Q(RW))(QR)模型。本文采用SERS技術(shù)對MBT在鋅、銀電極表面SAMs吸附構(gòu)型進(jìn)行研究，實(shí)驗結(jié)果表明：MBT分子主要通過S10和N3傾斜吸附于銀表面。然而在鋅電極表面，MBT分子是通過兩個硫原子傾斜吸附在電極表面。原位光譜電化學(xué)實(shí)驗表

4、明當(dāng)外加電位負(fù)移時，在不同電極表面都伴隨著構(gòu)型變化，并最終完全脫附。 2.利用電化學(xué)交流阻抗和極化曲線對中性4-甲基—4H—3-巰基-1，2，4-三氮唑(MTTL)在銀電極表面的自組裝膜的緩蝕效果進(jìn)行了考察。銀電極表面MTTL自組裝膜符合R(Q(RW))(QR)模型。極化曲線腐蝕電位的負(fù)移證明了MTTL的緩蝕效果。SERS結(jié)果表明MTTL分子通過S6和N2原子吸附在銀電極表面。當(dāng)外加電位負(fù)移時原位表面增強(qiáng)拉曼光譜表明在分子脫附之

5、前，MTTL分子的吸附構(gòu)型經(jīng)歷了只有S6吸附的中間態(tài)。 3.不同酸堿度下的MTTL溶液在基底上形成的自組裝膜很可能吸附方式不同從而導(dǎo)致緩蝕效果差異很大，由電化學(xué)交流阻抗數(shù)據(jù)可得：pH=3時MTTL的抗腐蝕能力強(qiáng)于pH=11時MTTL的抗腐蝕能力，并且強(qiáng)于pH=7時。極化曲線數(shù)據(jù)在pH=3的條件下形成的MTTL分子SAMs較其它條件下自組裝成的單層膜相比，有更正的腐蝕電位。在銀電極表面MTTL分子的SERS光譜中，當(dāng)pH=7和pH