唑类缓蚀剂在铜表面的吸附机理-表面技术.PDF

第44卷摇 第12期 摇 摇 摇 表面技术 摇 摇 2015年12月 SURFACE TECHNOLOGY ·19 · 試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試試 唑类缓蚀剂在铜表面的吸附机理 1 2 1 1 1 2 2 廉兵杰 ,石泽民 ,徐慧 ,赵起锋 ,王木立 ,姜云瑛 ,胡松青 (1.中海油常州涂料化工研究院有限公司,江苏 常州213000; 2.中国石油大学(华东) 理学院,山东 青岛266580) 摘摇 要: 目的摇 对比三氮唑(TA)和苯并三氮唑(BTA)两种缓蚀剂的缓蚀性能,明确两种缓蚀剂在铜表 面的吸附类型,并从实验和分子模拟角度解释其吸附机理。 方法摇 采用动电位极化曲线法测试两种缓蚀 剂的缓蚀效率,采用吸附等温拟合方法确定两种缓蚀剂的吸附类型,采用分子模拟中的量子化学计算方 法计算两种缓蚀剂在铜表面的吸附能、形变电荷密度和分波态密度等参数,深入揭示其吸附机理。 结果 在不同浓度下,BTA 的缓蚀效率均大于TA。 两种缓蚀剂浓度与覆盖度的关系符合Langmuir吸附模型,其 吸附自由能介于-35~-37 kJ/ mol之间。 BTA在铜表面的吸附能绝对值(顶位为4.41 eV,桥位为4.36 eV)要大于TA 的吸附能绝对值(3.28 eV),吸附过程发生了明显的电荷转移,电子云处于两个成键原子 之间,且N原子s,p轨道与Cu原子d轨道发生重叠。 中性和质子化形式的两种缓蚀剂分子均可在铜表 面发生平行吸附。 结论摇 由于BTA在铜表面的吸附能力强于TA,因此BTA 的缓蚀性能优于TA。 两种 缓蚀剂在铜表面既能发生化学吸附,又能发生物理吸附。 化学吸附是由于N原子的s,p轨道与Cu 原子 d轨道相互作用所致,物理吸附是由于中性分子的范德华相互作用和质子化分子的静电相互作用所致。 关键词:唑类有机物;缓蚀剂;吸附机理;动电位极化曲线;密度泛函理论;分波态密度 中图分类号:TG174.42摇 摇 摇 文献标识码:A摇 摇 摇 文章编号:1001鄄3660(2015)12鄄0019鄄08 DOI:10.16490/ j.cnki.issn.1001鄄3660.2015.12.004 Adsorption Mechanism of Azole Corrosion Inhibitors on Cu Surface 1 2 1 1 LIAN Bing鄄jie ,SHI Ze鄄min ,XUHui ,ZHAO Qi鄄feng , 1 2 2 WANGMu鄄li ,JIANG Yun鄄ying ,HUSong鄄qing (1.CNOOC Changzhou Paint Coatings Industry Research Institute Co. ,Ltd,Changzhou213000,China; 2.College of Science,China University of Petroleum,Qingdao266580,China) ABSTRACT:Objective To compare the inhibitionperformanceof two corrosion inhibitors:1,2,4鄄triazole andbenzotriazole,in order to explore their adsorptio