烷基硫醇自組裝膜腐蝕防護(hù)性能的電化學(xué)研究.pdf

1、自組裝單分子膜(Self-assembled monolayers，SAMs)是活性分子通過(guò)化學(xué)鍵自發(fā)地吸附在異相界面上形成的具有一定取向、排列緊密的有序單層分子膜。自組裝技術(shù)作為一種在溫和條件下簡(jiǎn)單、方便的成膜方法在金屬腐蝕和防護(hù)領(lǐng)域有著廣泛的應(yīng)用前景。在各種自組裝體系中，含硫化合物特別是烷基硫醇在金表面形成的SAMs是研究最廣的自組裝體系，但由于金本身屬于惰性金屬，以硫醇/金體系作為腐蝕研究對(duì)象缺乏實(shí)用性。 銅是重要的商用金

2、屬，銅及其合金由于良好的導(dǎo)電、導(dǎo)熱性能而被廣泛地應(yīng)用于化學(xué)工業(yè)、電子工業(yè)、加熱和冷卻系統(tǒng)，關(guān)于銅的腐蝕與防護(hù)的研究是腐蝕科學(xué)領(lǐng)域的一個(gè)重要研究課題。因?yàn)殂~在空氣中很容易被氧化，硫醇在銅表面成膜相對(duì)困難，但從金屬腐蝕防護(hù)研究的角度來(lái)說(shuō)，在銅表面組裝烷基硫醇類(lèi)SAMs并進(jìn)一步研究此類(lèi)單分子膜對(duì)金屬銅基底的腐蝕保護(hù)作用不僅具有理論意義，而且具有重要的潛在應(yīng)用價(jià)值。 本論文利用硝酸化學(xué)蝕刻預(yù)處理技術(shù)制備了新鮮、有活性、無(wú)氧化物的銅表

3、面，在新鮮的銅表面自組裝了正十八烷基硫醇(C1 8SH)、正十二烷基硫醇(C12SH)、正己基硫醇(C6SH)有序單層分子膜，并通過(guò)多種電化學(xué)方法，結(jié)合FTIR等技術(shù)，對(duì)自組裝硫醇分子膜的特性、缺陷和腐蝕防護(hù)性能進(jìn)行了較為詳細(xì)的表征。 利用穩(wěn)態(tài)極化曲線(xiàn)、循環(huán)伏安、交流阻抗等電化學(xué)手段研究了C18SH、C12SH、C6SH三種烷基硫醇SAMs的耐蝕性能，結(jié)果發(fā)現(xiàn)：在其它相同的條件下，烷基硫醇的碳鏈越長(zhǎng)，自組裝時(shí)間越長(zhǎng)，自組裝膜對(duì)

4、銅基底的腐蝕保護(hù)能力越強(qiáng)。循環(huán)伏安和FTIR測(cè)試則表明，在較低的陽(yáng)極電位，烷基硫醇SAMs對(duì)銅基底的陽(yáng)極溶解具有很強(qiáng)的抑制作用：但隨著陽(yáng)極電位的逐漸增加，SAMs逐漸從基底除去，對(duì)陽(yáng)極溶解的抑制作用將隨之消失。我們建立了腐蝕模型，定性地解釋了SAMs覆蓋的銅電極的孔蝕形成機(jī)理。本論文還利用電化學(xué)阻抗譜(EIS)測(cè)定了C18SH、C12SH、C6SH SAMs在相同摩爾濃度的NaCI、HCl、H<,2>SO<,4>腐蝕溶液中對(duì)銅基底的腐蝕