【引言】

    腐蝕問題遍及國(guó)民經(jīng)濟(jì)的各個(gè)領(lǐng)域，給國(guó)民經(jīng)濟(jì)帶來(lái)巨大的損失，據(jù)統(tǒng)計(jì)，我國(guó)因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失每年高達(dá)五千億元。為了減少腐蝕造成的損失、科技工作者研究并開發(fā)了多種防腐蝕方法，其中，緩蝕劑技術(shù)由于具有良好的效果和較高的經(jīng)濟(jì)效益，已成為防腐蝕技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的方法之一。近年來(lái)，隨著人類環(huán)境保護(hù)意識(shí)的增強(qiáng)和可持續(xù)發(fā)展的需要，一些毒性大、生物降解性能差的緩蝕劑的使用受到了越來(lái)越多的限制。因此，開發(fā)對(duì)環(huán)境不構(gòu)成破壞作用的綠色緩蝕劑，已成為緩蝕劑研究的熱點(diǎn)。離子液體由于其綠色環(huán)保，穩(wěn)定和可設(shè)計(jì)等特點(diǎn)符合綠色緩蝕劑的需求，吸引了許多腐蝕科技工作者的關(guān)注。因此，進(jìn)一步探索開發(fā)離子液體在腐蝕防護(hù)領(lǐng)域的應(yīng)用潛力，研究離子液體在金屬表面的吸附機(jī)理和緩蝕機(jī)制具有重要的科學(xué)意義。

    【成果簡(jiǎn)介】

    近日，重慶大學(xué)張勝濤教授課題組強(qiáng)玉杰博士利用電化學(xué)實(shí)驗(yàn)與形貌表征首次探究了不同鏈長(zhǎng)的咪唑基離子液體對(duì)銅在硫酸溶液中的緩蝕作用，并用分子模擬技術(shù)闡明了其緩蝕機(jī)制。該成果以“Experimental and theoretical studies of four allyl imidazolium-based ionic liquids as green inhibitors for copper corrosion in sulfuric acid”為題發(fā)表在Corrosion Science上。

    【圖文導(dǎo)讀】

    圖1：本文所研究的四種咪唑基離子液體緩蝕劑

    （a） [AEIM]Br, （b） [ABIM]Br, （c） [AHIM]Br, （d） [AOIM]Br.

    圖2：銅在分別含有四種不同濃度的離子液體的0.5 M硫酸中的極化曲線測(cè)試

    （a） [AEIM]Br, （b） [ABIM]Br, （c） [AHIM]Br, （d） [AOIM]Br.

    圖3：銅在分別含有四種不同濃度的離子液體的0.5 M硫酸中的交流阻抗測(cè)試

    （a）[AEIM]Br, （b） [ABIM]Br, （c） [AHIM]Br, （d） [AOIM]Br.

    圖4：銅在分別0.5 M硫酸及含四種離子液體硫酸溶液中浸泡后的形貌表征。

    （a）銅在0.5M硫酸中浸泡8小時(shí)，銅在含有 5 mM （b） [AEIM]Br, （c） [ABIM]Br, （d） [AHIM]Br, （e） [AOIM]Br的0.5 M 硫酸中浸泡8小時(shí)。（f-j）為相應(yīng)的高度圖。

    圖5：四種離子液體在銅表面的朗格繆爾吸附模型

    （a）   [AEIM]Br, （b） [ABIM]Br, （c） [AHIM]Br, （d） [AOIM]Br.

    圖6：四種離子液體的幾何優(yōu)化結(jié)構(gòu)及軌道密度分布圖

    圖7：四種離子液體在銅表面的吸附構(gòu)型

    （a）   [AEIM]Br, （b） [ABIM]Br, （c） [AHIM]Br, （d） [AOIM]Br.

    【小結(jié)】

    本研究實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明，四種離子液體都表現(xiàn)為較為溫和的陰極型緩蝕劑。隨著濃度和鏈長(zhǎng)增加，其緩蝕效率增加。四種離子液體在銅表面都符合朗格繆爾吸附模型，且得出的吉布斯自由能值表明四種緩蝕劑都主要以化學(xué)吸附的形式與金屬基底相互作用。通過(guò)分子模擬方法得出四種離子液體都平行吸附在金屬銅表面，隨著鏈長(zhǎng)增加，離子液體與金屬表面具有更高的吸附能，即更牢固地吸附在金屬表面。理論計(jì)算很好地驗(yàn)證了實(shí)驗(yàn)結(jié)果并為設(shè)計(jì)和開發(fā)新型離子液體緩蝕劑提供了理論指導(dǎo)。

    文獻(xiàn)鏈接：Experimental and theoretical studies of four allyl imidazolium-based ionic liquids as green inhibitors for copper corrosion in sulfuric acid（Corros. Sci., 2017, DOI: https://doi.org/10.1016/j.corsci.2017.02.021）

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責(zé)任編輯：王元

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