两种新合成的喹啉类缓蚀剂在酸性介质中对碳钢和纯铜的缓蚀性能研究

发布时间：2023-04-02 19:50

　　近年来,喹啉类衍生物因具有五元含氮杂环结构和低毒性,在缓蚀剂领域受到广泛关注。但是从报道的文献看,现今合成的喹啉类衍生物的缓蚀效率依旧不高,同时毒性的研究十分缺乏,寻求高效低毒型喹啉类缓蚀剂依旧是现今的研究热点。本文以喹啉和苄氯为原料,合成了两种喹啉类衍生物:5-苯并喹啉(BQ)和6-(喹啉-5-亚甲基)苯-1,2,3,4,5-磺酸(QBPA),并对其进行了核磁和红外光谱表征。通过毒性预测软件T.E.S.T对近年来发表的几种典型缓蚀剂和本文合成的缓蚀剂进行了毒性预测。通过失重和电化学实验研究了BQ和QBPA在1 M HCl中对碳钢和在0.5 M H₂SO₄中对纯铜的缓蚀作用,结合量子化学计算和分子动力学模拟方法对缓蚀剂的缓蚀机理进行了研究。主要研究结果如下:(1)利用T.E.S.T软件对苯并噻唑类、苯并咪唑类、吡啶类、希夫碱类、含硫杂环化合物、BQ和QBPA等十一(类)种缓蚀剂的健康毒性(Ames致畸变性、发育毒性、小鼠经口LD₅₀)和生态毒性(大型蚤LC₅₀、96h黑头呆鱼LC₅₀

【文章页数】：73 页

【学位级别】：硕士

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中文摘要
英文摘要
1 绪论
    1.1 缓蚀剂概述
        1.1.1 缓蚀剂分类
        1.1.2 缓蚀机理
        1.1.3 常用研究手段
    1.2 酸性介质中碳钢缓蚀剂研究现状
        1.2.1 盐酸介质中的缓蚀剂
        1.2.2 其他酸性介质中的缓蚀剂
    1.3 酸性介质中铜缓蚀剂研究现状
    1.4 喹啉类缓蚀剂研究进展
    1.5 毒性预测
        1.5.1 QSAR概述
        1.5.2 T.E.S.T软件简介
        1.5.3 毒性预测终点
        1.5.4 T.E.S.T软件中的QSAR方法论
    1.6 本文研究内容
2 两种喹啉类缓蚀剂的合成与表征
    2.1 实验仪器及药品
        2.1.1 实验药品
        2.1.2 实验仪器
    2.2 喹啉类缓蚀剂的合成
        2.2.1 合成原理
        2.2.2 合成步骤
    2.3 喹啉类缓蚀剂的结构表征
        2.3.1 核磁共振氢谱
        2.3.2 傅里叶红外光谱
    2.4 本章小结
3 缓蚀剂毒性评估研究
    3.1 研究背景
    3.2 参数设置
    3.3 结果与讨论
        3.3.1 健康毒性
        3.3.2 生态毒性
        3.3.3 T.E.S.T软件外部统计验证
    3.4 本章小结
4 盐酸介质中BQ和QBPA对碳钢的缓蚀性能研究
    4.1 研究背景
    4.2 实验材料与研究方法
        4.2.1 主要实验仪器和试剂
        4.2.2 金属材料
        4.2.3 失重实验
        4.2.4 电化学实验
        4.2.5 表面分析
    4.3 结果与讨论
        4.3.1 失重实验
        4.3.2 吸附行为的研究
        4.3.3 动电位极化曲线
        4.3.4 电化学交流阻抗谱
        4.3.5 扫描电镜分析
        4.3.6 原子力显微镜分析
    4.4 本章小结
5 硫酸介质中BQ和QBPA对纯铜的缓蚀性能研究
    5.1 研究背景
    5.2 实验材料与研究方法
        5.2.1 主要实验仪器和试剂
        5.2.2 金属材料
        5.2.3 电化学实验与表面分析
    5.3 结果与讨论
        5.3.1 动电位极化曲线
        5.3.2 电化学交流阻抗谱
        5.3.3 吸附行为的研究
        5.3.4 扫描电镜分析
        5.3.5 原子力显微镜分析
    5.4 本章小结
6 计算机模拟和缓蚀机理研究
    6.1 引言
    6.2 计算方法
    6.3 结果与讨论
        6.3.1 量子化学计算
        6.3.2 分子动力学模拟
        6.3.3 喹啉类缓蚀剂腐蚀抑制机理
    6.4 本章小结
7 结论
    7.1 主要结论
    7.2 主要创新
致谢
参考文献
附录
    A 作者在攻读硕士学位期间发表的论文目录



本文编号：3779839