新型咪唑并吡啶衍生物在酸性介质中对铜和低碳钢的缓蚀性能与吸附机制研究

《Materials Today Communications》：Corrosion inhibition performance and adsorption properties of a novel imidazopyridine derivative for copper and mild steel in acidic medium

本文推荐一篇关于新型咪唑并吡啶衍生物（SAO）在酸性介质中对铜和低碳钢（MS）的缓蚀性能研究。研究通过电化学方法（PDP、EIS）、表面形貌分析（SEM）及理论模拟（DFT、MC）证实该抑制剂通过化学吸附形成保护层，显著提升金属在1 M HCl中的耐腐蚀性，抑制效率高达98.5%（Cu）和96.22%（MS），为工业防腐提供了新型高效有机抑制剂。

　　

Highlight

Tools and Characterization Methods

本研究所用化学品和溶剂均由Sigma-Aldrich提供，无需进一步纯化。使用SHIMADZU Affinity-1S傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）通过KBr压片法记录红外光谱。核磁共振（NMR）研究采用氘代二甲基亚砜（DMSO-D6）作为溶剂，光谱数据由JNM-ECZ500R/S1 FT NMR光谱仪（JEOL）采集，质子1H-NMR和碳13C-NMR的工作频率分别为500 MHz和126 MHz。最后，采用电喷雾离子化技术获取质谱数据。

Spectroscopic Characterization of the SAO Ligand

红外光谱（IR）证实胺基NH?在3200 cm?1附近的吸收带消失，同时在1400 cm?1附近出现属于亚胺C=N键的新吸收带，并伴有芳香体系的特征振动。核磁共振（NMR）分析进一步验证了这一化学转化：胺NH?在6.5 ppm处的强峰消失，而亚胺官能团-CH=N-的新峰出现在8.5 ppm处，配体的其他特征信号也得以确认（图1）。

Comparison of inhibitive potency with other imidazopyridine derivatives

文献综述表明，咪唑并吡啶类化合物具有优异的抗腐蚀性能。近年来，这些分子被用作酸性环境中金属表面的腐蚀抑制剂。表9列出了部分分子的抑制效能。

Echahbi等人[62]证明S1分子可吸附于钢表面，抑制活性位点并形成抵御酸溶液渗透的屏障。Hmamou等人[7]在2 M H₃PO₄中测试了S4，其研究结果表明……

Adsorption process

根据数据，本研究中的分子在低碳钢和铜表面均表现出强吸附活性。图16展示了本研究提出的吸附机制示意图：在酸性环境中，SAO抑制剂可以呈中性或质子化状态，并通过静电作用与侵蚀性物种（如氯阴离子）发生相互作用，这些阴离子先前已吸附在带正电荷的铜和低碳钢表面，从而导致物理粘附。此外，……

Conclusion

研究表明，SAO分子的吸附显著抑制了腐蚀过程，且该效应随抑制剂浓度的增加而增强。极化曲线（PDP）表明所研究抑制剂具有混合型特征，可同时减缓阳极和阴极的半电池反应。SAO抑制剂通过抑制氢反应进程及阻止电极表面与侵蚀性物种的界面接触来防止低碳钢（MS）腐蚀。然而，对铜而言……