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自组装膜对铜的缓蚀性能及其机理的研究

作　者: 刘培慧
导　师: 高立新
学　校: 上海电力学院
专　业: 化学工程与技术
关键词: 自组装氨基酸荧光前处理可控
分类号: TG174.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2012年
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内容摘要

金属表面自组装膜(SAM)为防止金属腐蚀和氧化提供了有效的手段。氨基酸化合物具有无毒、易降解的特点,已成为绿色缓蚀技术研究开发的主要方面。本文研究了铜表面芳香类氨基酸自组装膜的光敏表征方法,以半胱氨酸为模型化合物,考察了溶解氧和少量氧化剂对组装膜形成的作用,结合极化处理技术探讨不同表面态对半胱氨酸缓蚀组装膜性能的影响,同时研究了铜表面三唑类缓蚀膜点击组装的基本原理。主要工作如下：(1)荧光分析法具有灵敏度高、操作简便等优点,已广泛用于表征生物分子之间的相互作用,通过荧光光谱分析法和腐蚀电化学实验,考察了苯丙氨酸、酪氨酸和色氨酸复合自组装膜对铜在3%NaCl溶液中的保护作用,它们最高的保护效率分别可达93.4%、80.3%和88.4%；研究了复合缓蚀组装膜中氨基酸分子之间的相互作用,它们之间的电子转移影响了缓蚀组装膜的作用效果。(2)采用电化学方法研究了溶解氧和少量高锰酸钾氧化剂存在的条件下,半胱氨酸缓蚀组装膜的作用效果,结合极化处理技术,探讨铜的表面态对半胱氨酸组装膜形成的影响,结果表明一价铜离子和二价铜离子均可参与半胱氨酸组装膜的形成,少量氧化剂的存在提高了半胱氨酸缓蚀组装膜的保护效果,10-5mol/L的高锰酸钾存在时,半胱氨酸缓蚀组装膜的保护效率为90.4%。(3)通过点击化学反应合成三唑环,以2-甲基-3-丁炔-2-醇(MBY)与十二烷基苯磺酰叠氮(DBSA)为反应试剂,在铜表面构筑三唑缓蚀功能膜,考察了三唑环组装膜的结构和功能的调控规律；2-甲基-3-丁炔-2-醇对铜表面具有很好的保护作用,二价铁离子的存在对2-甲基-3-丁炔-2-醇的保护效果具有促进作用；点击组装形成的三唑类保护膜的保护效率为95.3%；

全文目录

摘要  5-6
ABSTRACT  6-10
1 绪论  10-23
  1.1 前言  10
  1.2 缓蚀剂的研究  10-12
  1.3 自组装缓蚀功能膜的研究现状  12-19
    1.3.1 自组装的定义及种类  13-15
    1.3.2 氨基酸自组装膜  15-16
    1.3.3 自组装膜形成的影响因素  16-17
    1.3.4 可控组装  17-19
  1.4 常用自组装机理研究方法及原理  19-21
    1.4.1 电化学测量  19-20
    1.4.2 光谱分析技术  20-21
  1.5 本论文选题意义与研究内容  21-23
    1.5.1 选题意义  21-22
    1.5.2 研究内容  22-23
2 铜表面氨基酸复合自组装膜的缓蚀性能研究  23-39
  2.1 前言  23
  2.2 实验部分  23-24
    2.2.1 实验药品和仪器  23-24
    2.2.2 电化学实验  24
    2.2.3 荧光分光光度法  24
  2.3 结果与讨论  24-38
    2.3.1 单层膜电化学阻抗谱测量  24-27
    2.3.2 单层膜极化曲线测量  27-30
    2.3.3 复合膜阻抗及极化曲线分析  30-34
    2.3.4 氨基酸单层自组装膜的荧光光谱  34-36
    2.3.5 氨基酸复合自组装膜的荧光光谱  36-38
  2.4 结论  38-39
3 铜表面态对半胱氨酸自组装膜的影响机理研究  39-56
  3.1 前言  39
  3.2 实验方法  39-41
    3.2.1 实验材料和方案  40
    3.2.2 电化学方法  40-41
    3.2.3 溶氧仪工作原理和测定  41
    3.2.4 电位极化和Cu-H_2O体系电位-pH图  41
  3.3 实验结果与讨论  41-55
    3.3.1 溶解氧对半胱氨酸自组装的影响  41-42
    3.3.2 氧化剂和还原剂对半胱氨酸自组装的影响  42-47
    3.3.3 铜表面态对半胱氨酸自组装的影响的影响  47-54
    3.3.4 组装溶液pH对半胱氨酸自组装的影响  54-55
  3.4 本章小结  55-56
4 铜表面三唑环的可控组装及其抗腐蚀能力研究  56-76
  4.1 前言  56-57
  4.2 实验部分  57
    4.2.1 实验药品和仪器  57
    4.2.2 电化学实验  57
    4.2.3 紫外分光光度法  57
  4.3 结果与讨论  57-74
    4.3.1 不同组装浓度  57-62
    4.3.2 组装膜的稳定性  62-63
    4.3.3 不同组装时间  63-65
    4.3.4 不同组装顺序  65-69
    4.3.5 炔醇与铁离子复配  69-72
    4.3.6 紫外光谱  72-74
  4.4 结论  74-76
5 结论与展望  76-78
  5.1 结论  76
  5.2 展望  76-78
参考文献  78-86
致谢  86-88
作者在攻读硕士学位期间公开发表的论文  88-90
作者在攻读硕士学位期间所做的项目  90

自组装膜对铜的缓蚀性能及其机理的研究

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