銅表面三唑類緩蝕膜的點擊組裝及光譜性能研究

《銅表面三唑類緩蝕膜的點擊組裝及光譜性能研究》是依託上海電力大學，由張大全擔任項目負責人的面上項目。

基本介紹

• 中文名：銅表面三唑類緩蝕膜的點擊組裝及光譜性能研究
• 項目類別：面上項目
• 項目負責人：張大全
• 依託單位：上海電力大學

項目摘要

緩蝕組裝技術，提供了按設定方式修飾金屬表面的方法，對腐蝕電化學反應具有鈍化作用，是自組裝技術最具實用化的發展方向之一。建立多層次的可控組裝新方法，是緩蝕組裝研究的核心問題。三唑類化合物是銅及其合金的特效緩蝕劑，能夠在銅表面上形成鏈狀聚合物保護膜。但是目前對其聚合和緩蝕協同規律，尚需進行深入研究。點擊化學反應具有模組化、高產率、條件溫和等特點，為表面組裝注入了新的活力。本課題擬通過Cu(I)催化合成三唑環的點擊化學反應，在銅表面製備共價鍵合的三唑類緩蝕多層膜，尋找有效控制三唑環的聚合度和聚集行為的化學方法。利用光激發和衰減的豐富信息，結合表面分析技術和腐蝕電化學測量方法，研究組裝多層膜中三唑環的聚集結構和協同規律，為點擊組裝體系的線上測量和實時控制提供理論基礎，在銅表面構築有序而且穩定性好的緩蝕膜，這對於多層次緩蝕組裝新體系的發展具有重要的理論意義。

結題摘要

緩蝕組裝技術，提供了按設定方式修飾金屬表面的方法，也為金屬緩蝕機理的研究開闢了新的途徑，是自組裝技術最具實用化的發展方向之一。本課題目的是通過Cu(I)催化的三唑環合成的點擊化學反應，利用三唑環的高穩定性，以及與金屬表面的親和力，在銅表面製備共價鍵合的多層膜，有效控制三唑環的聚合度和聚集行為。我們採用一種疊氮和一種端基炔化合物在銅表面進行了點擊組裝工藝和緩蝕作用性能的研究。通過與傳統緩蝕劑組裝對比，揭示了點擊組裝的特點和作用機理。在此基礎上，對銅表面原位點擊組裝三氮唑化合物緩蝕膜的進行最佳化和調控。通過順序點擊組裝，先在銅表面先自組裝一層端基炔緩蝕膜，利用炔上的羥基吸附在銅表面，然後再點擊組裝疊氮。第一層組裝膜的缺陷處產生Cu(I)，催化合成三氮唑吸附在銅表面。點擊合成的三唑環填補在缺陷處，形成緻密的保護膜。我們通過模擬海水環境中腐蝕介質Cl-對銅表面腐蝕產生Cu(I)，直接催化溶液中的疊氮與炔在銅表面原位生成三氮唑，生成的三氮唑吸附在被腐蝕區域，抑制銅的腐蝕。通過巰基化合物穩定Cu(I)，紫外光激發點擊反應，高效地在銅表面原位製備三唑緩蝕膜，提高了緩蝕效率。對巰基乙酸鈉（STG）對點擊組裝在銅表面的三唑膜的緩蝕增效作用進行了研究。通過點擊組裝膜的緩蝕性能和螢光性能具有相同的變化規律，利用螢光分析方法對銅換熱器管表面緩蝕膜的保護性能進行評價，從而為工業循環冷卻水體系水處理緩蝕組裝膜的實時監測和系統二次預膜提供基礎。本課題以組裝、點擊組裝、原位產生Cu(I)催化、穩定Cu(I)催化的思路拓展研究，實現緩蝕分子在銅表面的緻密、有序排列，又增強緩蝕膜的穩定性，從而獲得性能良好的緩蝕組裝體系。這對緩蝕組裝體系的結構設計和發展具有創新性，對指導海水淡化等行業所需高效耐蝕銅合金熱交換管的生產和套用，具有廣闊的套用前景。