銅表面級(jí)蝕劑分子的表面增強(qiáng)拉曼光譜及電化學(xué)研究.pdf

1、由于具有導(dǎo)電、導(dǎo)熱能力以及卓越的機(jī)械可塑性，金屬銅被廣泛在工業(yè)上應(yīng)用。然而在一些腐蝕性離子如Cl-存在的腐蝕溶液中，銅容易受到腐蝕。在眾多銅的防腐方法中，最有效的是在銅表面覆蓋有機(jī)緩蝕劑。目前有關(guān)銅的緩蝕劑研究眾多，研究重點(diǎn)主要集中在緩蝕劑的防腐性能上，有關(guān)緩蝕劑與銅作用機(jī)理的研究尚少。本論文就著眼于探討緩蝕劑分子在金屬表面的吸附構(gòu)型和防腐能力的關(guān)系。自組裝單分子膜(Self-assembledmonolayers，SAMs)是在基底表

2、面形成可控的、均一整齊的分子層的技術(shù)，該技術(shù)為研究緩蝕劑在金屬表面的構(gòu)效關(guān)系提供了一個(gè)理想的模型。(SurfaceEnhancedRamanScattering，SERS)是一種可用于探究緩蝕劑分子吸附行為的高靈敏檢測(cè)技術(shù)。SERS能夠提供豐富的分子振動(dòng)信息，便于研究緩蝕劑分子吸附結(jié)構(gòu)，探討緩蝕劑分子與金屬基底間的相互作用。電化學(xué)交流阻抗譜方法(ElectrochemicalImpedancespectroscopy，EIS)作為一種無(wú)

3、損、靈敏的檢測(cè)技術(shù)，被廣泛用作緩蝕劑性能的評(píng)估。電化學(xué)極化曲線(Electrochemicalelectrochemicalpolarizationcurve)能夠提供金屬腐蝕速率和緩蝕劑防腐效率等信息，也是緩蝕研究中的一種重要手段。本文將SAMs，SERS與電化學(xué)技術(shù)聯(lián)用，研究甲基咪唑(MMI)等緩蝕劑分子與金屬表面的作用機(jī)理，并評(píng)價(jià)其緩蝕性能。根據(jù)以上設(shè)想，本論文從以下幾個(gè)方面展開(kāi)：
　　 1.考察了鹵素離子種類(Cl-、B

4、r-、I-)及濃度對(duì)于甲基咪唑(MMI)在銅電極表面的表面增強(qiáng)拉曼光譜(SERS)的影響。當(dāng)MMI組裝濃度為1×10-5M時(shí)，加入0.1MKCl溶液能得到清晰的MMI的SERS光譜。而當(dāng)組裝濃度為1×10-7M時(shí)，加入飽和KCl溶液也可以得到MMI的SERS光譜。結(jié)果表明，對(duì)于此類體系其他鹵素離子(Br-、I-)對(duì)于MMI的SERS信號(hào)同樣有增強(qiáng)作用。
　　 2.利用SERS，EIS和電化學(xué)極化曲線技術(shù)研究了2-氨基-5-(4-

5、吡啶)-1，3，4噻二唑(4-APTD)自組裝分子層在銅表面的構(gòu)型與防腐性能。修飾4-APTD分子后的銅電極的EIS譜圖擬合為R(Q(RW))(CR)。電化學(xué)極化曲線表明，4-APTD分子膜對(duì)金屬銅具有良好的防腐性能，其防腐效率可以達(dá)到93.1％。SERS研究證明4-APTD分子以C2，N3和N12原子為位點(diǎn)以斜躺的方式吸附在銅電極表面。電化學(xué)原位SERS證明了，當(dāng)電位由-0.2V到-0.6V的過(guò)程中，4-APTD分子的吸附構(gòu)型發(fā)生了改

6、變。
　　 3.通過(guò)EIS，電化學(xué)極化曲線和SERS討論了4-甲基-4H-3-巰基-1，2，4-三氮唑(MTTL)在銅表面的自組裝分子層的電化學(xué)緩蝕性能。修飾MTTL分子后銅電極的EIS機(jī)理通過(guò)R(QR)(QR)(CR)等效電路擬合。電化學(xué)極化曲線實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明MTTL的防腐效率可達(dá)到81.1％。SERS實(shí)驗(yàn)證明MTTL分子以傾斜的構(gòu)型通過(guò)S6和N2原子與銅表面產(chǎn)生強(qiáng)烈的相互作用，并且在-0.5V電位下，存在只以S6為位點(diǎn)的吸附過(guò)