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

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

2、是一種無損的檢測技術，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，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技術對含氮雜環(huán)分子緩蝕劑在金屬基底表面吸附構型，吸附方式進行研究，對此類緩蝕劑進行了緩蝕性能評價和預測。主要內(nèi)容分為： 1.利用電化學交流阻抗比較了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結果進行擬和，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技術對MBT在鋅、銀電極表面SAMs吸附構型進行研究，實驗結果表明：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。原位光譜電化學實驗表

4、明當外加電位負移時，在不同電極表面都伴隨著構型變化，并最終完全脫附。 2.利用電化學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移證明了MTTL的緩蝕效果。SERS結果表明MTTL分子通過S6和N2原子吸附在銀電極表面。當外加電位負移時原位表面增強拉曼光譜表明在分子脫附之

5、前，MTTL分子的吸附構型經(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致緩蝕效果差異很大，由電化學交流阻抗數(shù)據(jù)可得：pH=3時MTTL的抗腐蝕能力強于pH=11時MTTL的抗腐蝕能力，并且強于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pH=7和pH