Page 16 - 《精细化工》2023年第6期
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·1166· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 40 卷
吸附作用形成保护膜来抑制腐蚀，即覆盖在金属基 对海水中铜的缓蚀作用，探究了分子量和杂原子数
体表面起到屏蔽作用 [38-39] 。因此，其缓蚀性能主要 目对缓蚀剂性能的影响。结果表明，当缓蚀剂浓度
–3
受表面覆盖率、润湿性以及吸附强度等因素的影响。 为 5×10 mol/L 时，4 种缓蚀剂的缓蚀效率分别为
其中，表面覆盖率主要受有机缓蚀剂浓度的影响， 84.35%、91.91%、92.17%、94.43%。其中，6-苄基
润湿性和吸附强度则和其自身分子结构以及协同效 氨基嘌呤的缓蚀性能最优异，缓蚀效率随缓蚀剂分
应有关。 子量和杂原子数目的增加而增加。
1.2.1 浓度
有机缓蚀剂的浓度会对金属基体表面吸附膜的
完整性产生影响 [40] 。当有机缓蚀剂浓度较低时，吸
附膜的致密性、均匀性较差，因此缓蚀效率较低。
通常有机缓蚀剂浓度的增加会提高表面覆盖率，从
而提升缓蚀效率。一旦有机缓蚀剂分子吸附并覆盖 1.2.2.3 取代基
金属基体的整个表面，缓蚀效率就不会再发生显著 有机缓蚀剂分子骨架上取代基的存在不仅可以
变化，即有机缓蚀剂达到了最佳浓度。此外，有机 改变分子尺寸和溶解度，还可以增加吸附位点的电
缓蚀剂的吸附方式也会受其自身浓度的影响。低于 子密度，从而提高缓蚀效率 [46] 。LIAO 等 [47] 合成了 5
最佳浓度时，缓蚀剂分子以水平方向吸附在金属基 种含有不同取代基的三聚氰胺衍生物（T 1 ~T 5 ，结构
体表面，金属基体表面与缓蚀剂分子间的引力占主 式如下所示），并通过失重法探究了甲基和叔胺基的
导地位；高于最佳浓度后，缓蚀剂分子则以垂直方 引入对其缓蚀性能的影响。结果表明，T 1 ~T 5 5 种三
向吸附，缓蚀剂分子间分子内斥力占主导地位 [41] 。 聚氰胺衍生物的缓蚀效率分别为 61.1%、83.9%、
1.2.2 分子结构 85.3%、95.1%、95.8%。由此可见，在三聚氰胺分
目前普通认为，有机缓蚀剂的分子结构很大程 子结构中引入叔胺基相比于甲基具有更优异的缓蚀
度上决定了其缓蚀性能。缓蚀效率受烷基疏水链的 性能，缓蚀效率随取代基、氮原子数目和烷基链长
长度、杂原子、供/吸电子取代基的存在、杂环的尺 度的增加而增加。
寸等多种因素的影响。
1.2.2.1 烷基疏水链
有机缓蚀剂分子上烷基链的长度对有机缓蚀剂
的疏水性和成膜性具有至关重要的调控作用，同时
影响着有机缓蚀剂的润湿行为。烷基链长度的增加
可以提高有机缓蚀剂的疏水性，改善暴露金属表面
的拒水倾向，进而提高表面的保护程度 [42] 。WANG
等 [43] 合成了不同烷基链（碳原子数目为 1~3）连接
的单/二苯并三氮唑衍生物，探究了杂环数目和烷基
链长度对有机缓蚀剂性能的影响。结果表明，当烷基
链碳原子数目为 3，缓蚀剂浓度为 0.15 mmol/L 时，二
苯并三氮唑衍生物的缓蚀性能最为优异，对铜的缓
蚀效率可达 98.2%，高于单苯并三氮唑衍生物的
89.2%。缓蚀效率随苯并三氮唑数目或者烷基疏水链
长度的增加而增加。 1.2.2.4 环尺寸
1.2.2.2 杂原子 有机杂环化合物中含有大量的杂原子以及不
目前，杂环化合物是有机缓蚀剂领域中研究最 饱和键，可稳定吸附在金属基体表面。环尺寸的
为广泛的一类，杂原子的变化和杂环的引入都可对 增大会引起分子面积的增大、吸附中心杂原子和 π
有机缓蚀剂的缓蚀性能产生深刻的影响。引入电负 键数量的增加以及键角的改变，从而导致缓蚀剂
性杂原子、将电负性低的杂原子替换为电负性较高 分子疏水性的改善、金属基体表面有机缓蚀剂分
的杂原子、相对于母体分子加入额外的氮、硫原子、 子取向的变化以及吸附行为的改变 [44] ，进而提高
用杂环取代苯环等皆可有效提高有机缓蚀剂的缓蚀 缓蚀效率。HADISAPUTRA 等 [48] 通过密度函数理
性能 [44] 。MIHAJLOVIĆ 等 [45] 研究了咪唑及其衍生物 论（DFT），采用 B3LYP/6-31(G)计算方法得出了 5
嘌呤、腺嘌呤和 6-苄基氨基嘌呤（结构式如下所示） 种二苯并冠醚衍生物 DB12C4、DB15C5、DB18C6、
