铜表面三唑类缓蚀膜的点击组装及光谱性能研究

The supramolecular assembly technique provides a method to modify the metal surface according to designed modes and has a potential application for metal protection.The self-assembly membrane has less defect for its molecules oriented orderly, showing a suppression effect for corrosion electrochemical reaction. However, the ordered structure is thermodynamic unsteady state.With the time prolonged, the emerging of molecule aggreates give rise to structure turbulence, which leads to the loss of its corrosion protection effect. Establishing the controllable assembly method is the core issue of anti-corrosion self-assembly research. Triazole compounds are effective corrosion inhibitors for copper and its alloys. It still deserves comprehensive studies for the aggregation behaviour and synergistic rule of triazole molecules. Click chemisty reactions have advantages of modular,high yield and moderate reaction conditions.It gives a new vitality for the developement of assembly technology.This project intends to construct covalently bound mulitilayer films on copper surface using click chemistry of Cu(I) catalysized trizaole cycloaddition. The abundant information of light excitation and attenuation was used to elucide the aggregates action and synergism of the inhibitive molecules in the assembly films. The combination with the surface analysis techniques and electrochemical measurements will also adopted.Control methods for the defects in the assembly film will develope to seeking the new principle for preparing inhibitive multilayer films with stable and orderly structure.It has important meanings for promoting the development of the corrosion inhibition assembly techniques.

缓蚀组装技术，提供了按设定方式修饰金属表面的方法，对腐蚀电化学反应具有钝化作用，是自组装技术最具实用化的发展方向之一。建立多层次的可控组装新方法，是缓蚀组装研究的核心问题。三唑类化合物是铜及其合金的特效缓蚀剂，能够在铜表面上形成链状聚合物保护膜。但是目前对其聚合和缓蚀协同规律，尚需进行深入研究。点击化学反应具有模块化、高产率、条件温和等特点，为表面组装注入了新的活力。本课题拟通过Cu(I)催化合成三唑环的点击化学反应，在铜表面制备共价键合的三唑类缓蚀多层膜，寻找有效控制三唑环的聚合度和聚集行为的化学方法。利用光激发和衰减的丰富信息，结合表面分析技术和腐蚀电化学测量方法，研究组装多层膜中三唑环的聚集结构和协同规律，为点击组装体系的在线测量和实时控制提供理论基础，在铜表面构筑有序而且稳定性好的缓蚀膜，这对于多层次缓蚀组装新体系的发展具有重要的理论意义。

缓蚀组装技术，提供了按设定方式修饰金属表面的方法，也为金属缓蚀机理的研究开辟了新的途径，是自组装技术最具实用化的发展方向之一。本课题目的是通过Cu(I)催化的三唑环合成的点击化学反应，利用三唑环的高稳定性，以及与金属表面的亲和力，在铜表面制备共价键合的多层膜，有效控制三唑环的聚合度和聚集行为。.我们采用一种叠氮和一种端基炔化合物在铜表面进行了点击组装工艺和缓蚀作用性能的研究。通过与传统缓蚀剂组装对比，揭示了点击组装的特点和作用机理。在此基础上，对铜表面原位点击组装三氮唑化合物缓蚀膜的进行优化和调控。通过顺序点击组装，先在铜表面先自组装一层端基炔缓蚀膜，利用炔上的羟基吸附在铜表面，然后再点击组装叠氮。第一层组装膜的缺陷处产生Cu(I)，催化合成三氮唑吸附在铜表面。点击合成的三唑环填补在缺陷处，形成致密的保护膜。我们通过模拟海水环境中腐蚀介质Cl-对铜表面腐蚀产生Cu(I)，直接催化溶液中的叠氮与炔在铜表面原位生成三氮唑，生成的三氮唑吸附在被腐蚀区域，抑制铜的腐蚀。通过巯基化合物稳定Cu(I)，紫外光激发点击反应，高效地在铜表面原位制备三唑缓蚀膜，提高了缓蚀效率。对巯基乙酸钠（STG）对点击组装在铜表面的三唑膜的缓蚀增效作用进行了研究。通过点击组装膜的缓蚀性能和荧光性能具有相同的变化规律，利用荧光分析方法对铜换热器管表面缓蚀膜的保护性能进行评价，从而为工业循环冷却水体系水处理缓蚀组装膜的实时监测和系统二次预膜提供基础。.本课题以组装、点击组装、原位产生Cu(I)催化、稳定Cu(I)催化的思路拓展研究，实现缓蚀分子在铜表面的致密、有序排列，又增强缓蚀膜的稳定性，从而获得性能良好的缓蚀组装体系。这对缓蚀组装体系的结构设计和发展具有创新性，对指导海水淡化等行业所需高效耐蚀铜合金热交换管的生产和应用，具有广阔的应用前景。