金属表面席夫碱缓蚀剂自组装膜的制备及性能研究现状

席夫碱是由伯胺与活性羰基缩合而成的含有甲亚胺活性基团-RC=N-的一类有机化合物,能在金属表面发生化学吸附反应而形成结构稳定、排列紧密有序的自组装膜(SAMs);SAMs是一种有缓蚀性能的单分子膜,对基底金属有良好的防腐蚀作用.本文综述了近年来席夫碱类自组装膜的制备方法及自组装膜的表征技术,进一步概述了分子模拟及拓扑结...     

无金属酞菁、酞菁铜和酞菁锌在1 mol/L H2SO4中对Q235钢的缓蚀作用

通过失重实验、电化学测试和扫描电子显微镜研究了无金属酞菁(H2Pc)、酞菁铜(CuPc)和酞菁锌(ZnPc) 在1 mol/L H2SO4中对碳钢的缓蚀作用.结果表明,3种酞菁化合物的缓蚀能力依次为ZnPc > CuPc > H2Pc,其吸附数据均符合Langmuir等温式;它们能同时抑制碳钢在H2SO4中腐蚀的阴极和阳极过程,电化学阻抗谱显示,为变形的单容抗弧,阻抗值随酞菁化合物浓度增加而增加;表面形貌分析也证明了酞菁化合物的加入提高了碳钢的表面完整性,抑制其腐蚀;量子化学计算结果显示,随着分子的最低空轨道(LUMO)的能量升高,酞菁化合物的缓蚀能力降低.     

嘧啶类缓蚀剂对酸性介质中奥氏体不锈钢的缓蚀量化构效影响研究

目的使用基于密度泛函(DFT)的量子化学法,研究嘧啶类缓蚀剂的分子结构和在酸性介质中对碳钢的缓蚀效率之间的关系。方法通过计算前线轨道能量(最高占据轨道和最低空轨道)、电荷分布、绝对电负性(χ)、偶极矩(μ)和转移电子数(ΔN)等量化参数,确定与缓蚀效率之间的关系。结果DHPMs缓蚀剂的缓蚀效率随着EHOMO值的增大而提高,随着ELUMO值的减小而提高,随着前线轨道能级差值(ELUMO-EHOMO)的减小而提高,随着转移电子数ΔN增大而提高。含有N原子的区域最有可能失电子并吸附在金属铁表面活性位置。结论由于DHPMⅠ的嘧啶环供电子能力较强,致使DHPMⅠ比DHPMⅡ的缓蚀效率高。     

两种甲基丙烯酸二甲氨乙酯基季铵盐的合成及缓蚀性能

以甲基丙烯酸二甲氨乙酯为母体,分别以氯丙烯和氯化苄为桥连基设计合成了两种季铵盐（DMA-1和DMA-2）。利用红外光谱、核磁共振氢谱证实了所得产物与设计相一致。再依次通过失重实验、电化学实验、AFM、接触角等手段测试了Q235钢在含有DMA-1 和DMA-2的1mol/L盐酸中的缓蚀性能,探讨了其在Q235钢表面的吸附和缓蚀机理。结果显示：在较高温度下,DMA-1和DMA-2仍能牢固吸附在Q235钢表面,当所加入缓蚀剂的浓度为100 mg/L 时,缓蚀率均可达92.7%以上,显示出良好的缓蚀性能,且 DMA-1比DMA-2具有更好的缓蚀效果。热力学计算结果表明DMA-1和DMA-2在Q235钢表面的吸附是化学吸附,过程自发、放热,且符合Langmuir等温吸附,属于良好的阳极型缓蚀剂。量子化学计算结果表明了DMA-1更容易提供或接受电子,进一步研究了DMA-1和DMA-2的分子结构与活性位点。     

1,1′-二羟基-5,5′-联四唑-5-氨基四唑盐的合成及性能预估

以乙二醛、盐酸羟胺和氨基胍碳酸盐等为原料合成了1,1′-二羟基-5,5′-联四唑-5-氨基四唑盐(5-ATHTO),并对反应条件进行了优化。采用核磁共振光谱、红外光谱、质谱对其进行表征,通过DSC分析了其热稳定性,用密度泛函理论(DFT),在B3LYP/6-31+G**理论水平下估算了该化合物的爆轰性能。结果表明,在水为介质、反应时间为5h、反应温度为100℃条件下,5-ATHTO的产率最高为86.2%。该化合物在240℃左右分解,说明其热稳定性良好。结构优化后用Monte-Carlo方法估算5-ATHTO的理论密度为1.85g/cm3,用Born-Haber循环求得生成热为808.5kJ/mol,用Kamlet-Jacobs公式估算出爆热为1 504.35J/g,爆速为8.25km/s,爆压为32.6GPa,撞击感度的计算值为52cm,表明5-ATHTO是具有良好爆轰性能的钝感含能化合物。     

含能材料量子化学计算方法综述

概述了量子化学基础理论,详细综述了含能材料关键参数(密度、生成热、爆热、爆速、爆压和撞击感度)的计算方法,并比较这些方法的特点和适用范围。介绍了CHEET A、EXPLO5等计算软件在含能材料领域的应用。最后,为满足新一代材料高能稳定与绿色环保的综合要求,设计了20种新型高氮含能分子,运用上述量子化学方法估算了其物化和含能性质,并提出了新型含能化合物的设计原则:(1)高氮分子骨架;(2)零氧平衡;(3)基团调节修饰,以期促进含能材料的发展。附参考文献76篇。     

铝酸钠溶液阴离子的量子化学研究

配合铝酸钠溶液的光谱研究,作了有关铝酸离子的量子化学计算;采用从头计算法估算若干铝酸离子的总能量和相对稳定性。表明在水溶液中Al(OH)_4~-和[(HO)_3Al-O-Al(OH)_3]~(2-)较 AlO_2~-、[(HO)_3Al(?)Al(OH)_3]~(2-)稳定。采用 DVXα法计算各铝酸离子的 HOMO 和 LUMO 过渡态,以解释铝酸钠溶液的紫外光谱、量子化学计算结果和铝酸钠溶液光谱研究结果是一致或不矛盾的。     

有机磷缓蚀剂分子结构与缓蚀性能的量子化学研究

通过PM3半经验量子化学计算，从微观的角度研究了4种有机磷缓蚀剂，三苯基膦，四苯基氯化磷，氯甲基－三苯基氯化磷，苄基三苯基氯化磷缓蚀性能和分子结构的关系。结果表明：P原子的净电荷，电荷密度，亲电前线电荷密度与缓蚀性能有良好的相关性，缓蚀剂即能通过π电子供出电子与Fe吸附，又能通过P原子接受Fe原子3d轨道中的电子，其强弱主要由P原子上电荷密度高低决定，在双向作用下，缓蚀剂与Fe的吸附作用增强，缓蚀性能提高。根据Fe和缓蚀剂阳离子的前线轨道作用进一步推测了缓蚀剂在HCl溶液中对Fe的缓蚀机理。