铁系金属电极上缓蚀机理的表面增强红外光谱研究

本课题申请针对铁、钴、镍及其合金相关缓蚀剂作用理论发展的滞后性以及衰减全反射表面增强红外光谱（ATR-SEIRAS)对此研究的优势和挑战而提出的。具体上，在铁系金属及合金表面上构建新型、绿色和具有高效缓蚀功能的分子薄膜，如咪唑啉衍生物类分子自组装型的缓蚀膜、氨基酸类吸附膜和电嫁接或电聚合的修饰膜等，利用高灵敏度、宽频检测和配有流动池架构的电化学ATR-SEIRAS 技术，辅以表面增强拉曼光谱，结合经典电化学测量与非原位表面分析手段，从分子水平上多方位探讨上述缓蚀剂官能团结构、金属组分及环境介质（含水体系、有机和离子液体体系）等因素对缓蚀效应的影响机制。通过课题研究，进一步发展铁系金属及其合金电极上缓蚀研究的新体系和新方法，阐明新型缓蚀剂的作用机理，为研发新一代金属缓蚀剂奠定必要的理论基础。

搭建了原位衰减全反射—表面增强红外吸收光谱、表面增强拉曼光谱测试平台，从微观角度对铁系金属及合金表面缓蚀剂分子的缓蚀机理研究。针对缓蚀分子结构复杂，对称性差，谱图解析困难的特点，辅以理论计算（密度泛函理论、第一性原理等）解析吸附构型。同时，结合经典电化学测量手段（极化曲线、交流阻抗技术），对缓蚀剂的构效关系进行评估。具体的，借助上述分析表征方法，寻找出喹喔啉羧酸、喹喔啉硫醇、2,2联吡啶-5,5-二羧酸等自组装型缓蚀剂分子，喹喔啉、2-巯基苯并噻唑等添加型缓蚀剂分子，对硝基苯四氟硼酸重氮盐等电嫁接型缓蚀分子作为Fe、Co、Ni、Cu及合金上的绿色、廉价、高效缓蚀剂，从分子水平上探讨了缓蚀分子官能团结构、金属类型、环境等因素对缓蚀作用的影响，了解其构效关系，明确其缓蚀机理。此外，以CO为探针分子，对CuNi合金纳米博膜电极表面的ATR-SEIRAS研究，了解合金成分对吸附分子的影响。通过本研究，发展了铁系金属上缓蚀研究的新体系和新方法，明确了新型缓蚀剂的作用机理。