两种含氯介质中多潘立酮对紫铜的缓蚀功能研究.pdf

Study on Inhibition Effect of Domperidone on Copper in Two Chloridion Contained Solutions A Thesis Submitted to Chongqing University in Partial Fulfillment of the Requirement for the Master ’s Degree of Science By Wang Dan Supervised by Prof. Xiang Bin Specialty: Chemistry College of Chemistry and Chemical Engineering, Chongqing University, Chongqing, China May, 2014 中文摘要 摘 要 铜具有优异的综合性能，其应用遍及国民经济的各个领域，从日常生活到交 通运输、机械、建筑工业、化工、尖端科学技术和国防工业，都发挥着举足轻重 的作用。但在恶劣的环境中，例如在含有氯离子的溶液中，铜则会发生强烈的腐 蚀。有关铜缓蚀剂的研究报道已有很多，但多为苯并三氮唑类物质，此类缓蚀 剂较为昂贵，且可能对水体环境造成污染。因此，为利于环境保护，减小资源消 耗，近年来探索新型的、环境友好型的绿色缓蚀剂获得了国内外学者的关注，成 为了腐蚀研究工作中的重要课题。 本论文以紫铜为研究对象，通过失重测试、电化学测试、表面形貌的表征以 及分子模拟技术等，研究了多潘立酮对紫铜在两种含氯介质中的缓蚀性能，并探 讨了其缓蚀机理。主要研究工作如下： 1）氯化钠介质中多潘立酮对紫铜的缓蚀性能研究 以多潘立酮分子为研究对象，采用失重法和电化学方法，研究了多潘立酮对 紫铜在3.5%NaCl 介质中的缓蚀性能。对动电位极化曲线和电化学交流阻抗谱（EIS ） 进行数据分析，结果表明多潘立酮对紫铜在 3.5%NaCl 溶液中有优异的缓蚀效果， 在多潘立酮浓度为 20mg L-1 时，其缓蚀效率最高达到94.2%；添加缓蚀剂前后， 自腐蚀电位明显正移，变化范围大于85mV，说明在该研究体系多潘立酮为阳极型 缓蚀剂。采用扫描电子显微镜（SEM ）和原子力显微镜（AFM ）分析了紫铜的表 面形貌，结果表明多潘立酮缓蚀剂的加入能够有效地保护铜表面。通过量子化学 计算得到了多潘立酮分子的一些量化参数，分析了其可能与铜表面发生吸附行为 的活性点位。利用计算机进行分子动力学模拟，得到了多潘立酮分子在铜表面的 吸附模型，为实验结果提供了理论支持。本文还研究了多潘立酮的缓蚀效率与温 度的关系，结果显示，随着温度升高，缓蚀效率降低。最后通过对几种常用的吸 附等温式进行拟合，结果表明多潘立酮在紫铜表面的吸附行为符合Langmuir 吸附 等温模型。 2 ）盐酸介质中多潘立酮对紫铜的缓蚀性能研究 采用失重法和电化学方法，研究了多潘立酮对紫铜在 1M HCl 介质中的缓蚀效 率。失重实验结果表明多潘立酮的加入能够有效地抑制紫铜的腐蚀。动电位极化 曲线和EIS 数据分析表明多潘立酮在1M HCl 介质中对紫铜具有一定的缓蚀效果， 但并不理想，缓蚀效率最高仅为79.15%，对应多潘立酮添加浓度为20mg L-1；添 加多潘立酮前后，自腐蚀电位变化不明显，说明多潘立酮在该研究体系中表现为 混合型缓蚀剂。在该体系中多潘立酮的缓蚀效率与温度的关系研究显示，随着温 I 重庆大学硕士学位论文 度升高，缓蚀效率降低。通过对吸附等温式进行拟合，结果表明在 1MHCl 体系中 多潘立酮在紫铜表面的吸附行为符合Langmuir 吸附等温模型。 关键词：缓蚀剂，多潘立酮，紫铜，EIS ，量