烷基硫醇自組裝膜腐蝕防護性能的電化學研究.pdf

1、自組裝單分子膜(Self-assembled monolayers，SAMs)是活性分子通過化學鍵自發地吸附在異相界面上形成的具有一定取向、排列緊密的有序單層分子膜。自組裝技術作為一種在溫和條件下簡單、方便的成膜方法在金屬腐蝕和防護領域有著廣泛的應用前景。在各種自組裝體系中，含硫化合物特別是烷基硫醇在金表面形成的SAMs是研究最廣的自組裝體系，但由于金本身屬于惰性金屬，以硫醇/金體系作為腐蝕研究對象缺乏實用性。 銅是重要的商用金

2、屬，銅及其合金由于良好的導電、導熱性能而被廣泛地應用于化學工業、電子工業、加熱和冷卻系統，關于銅的腐蝕與防護的研究是腐蝕科學領域的一個重要研究課題。因為銅在空氣中很容易被氧化，硫醇在銅表面成膜相對困難，但從金屬腐蝕防護研究的角度來說，在銅表面組裝烷基硫醇類SAMs并進一步研究此類單分子膜對金屬銅基底的腐蝕保護作用不僅具有理論意義，而且具有重要的潛在應用價值。 本論文利用硝酸化學蝕刻預處理技術制備了新鮮、有活性、無氧化物的銅表

3、面，在新鮮的銅表面自組裝了正十八烷基硫醇(C1 8SH)、正十二烷基硫醇(C12SH)、正己基硫醇(C6SH)有序單層分子膜，并通過多種電化學方法，結合FTIR等技術，對自組裝硫醇分子膜的特性、缺陷和腐蝕防護性能進行了較為詳細的表征。 利用穩態極化曲線、循環伏安、交流阻抗等電化學手段研究了C18SH、C12SH、C6SH三種烷基硫醇SAMs的耐蝕性能，結果發現：在其它相同的條件下，烷基硫醇的碳鏈越長，自組裝時間越長，自組裝膜對

4、銅基底的腐蝕保護能力越強。循環伏安和FTIR測試則表明，在較低的陽極電位，烷基硫醇SAMs對銅基底的陽極溶解具有很強的抑制作用：但隨著陽極電位的逐漸增加，SAMs逐漸從基底除去，對陽極溶解的抑制作用將隨之消失。我們建立了腐蝕模型，定性地解釋了SAMs覆蓋的銅電極的孔蝕形成機理。本論文還利用電化學阻抗譜(EIS)測定了C18SH、C12SH、C6SH SAMs在相同摩爾濃度的NaCI、HCl、H<,2>SO<,4>腐蝕溶液中對銅基底的腐蝕