新型三取代二氢咪唑类化合物在HCl中对碳钢的缓蚀性能：电化学、表面分析与理论计算相结合的研究

本综述系统探讨了三种新型二氢咪唑衍生物（PHI、4ETI、4IPRI）在1 M HCl溶液中对碳钢的缓蚀性能。研究通过电化学测试（PDP、EIS）、表面分析技术（SEM、EDS、AFM）及理论计算（DFT、MC、MDS）证实，该类抑制剂通过化学吸附（ΔGads ≈ -44至-47 kJ·mol?1）形成保护膜，抑制效率高达96.4%-98.8%，为开发高效环保型缓蚀剂提供了分子级理论支撑。

　　

亮点 (Highlights)

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  三种二氢咪唑衍生物（PHI、4ETI、4IPRI）在1 M HCl中对碳钢展现出卓越的缓蚀性能。
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  动电位极化（PDP）数据表明其为混合型抑制剂，腐蚀电流密度从1104.10 μA·cm^?2显著降至13.68–39.79 μA·cm^?2。
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  电化学阻抗谱（EIS）显示极化电阻提升至716.8–991.6 Ω·cm²，证实保护膜的形成。
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  吸附过程符合Langmuir等温线，吸附能（ΔG_ads）为-44至-47 kJ·mol^?1，属于化学吸附。
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  表面形貌分析（SEM、EDS、AFM）直观呈现抑制剂在钢表面的覆盖效果。
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  理论计算（DFT、MC、MDS）揭示低能隙（ΔE）与高结合能（E_binding），阐明分子级吸附机制。

材料 (Materials)

实验采用碳钢工作电极（成分：C 0.370%、Si 0.230%、Mn 0.680%等），暴露面积为1 cm²。样品经砂纸抛光、酒精清洗后，用于电化学测试。

开路电位与动电位极化结果 (OCP and PDP Outcomes)

开路电位（E_OCP）监测显示，碳钢在含抑制剂溶液中于1800秒内达到稳定状态。PDP曲线表明，添加10^?3 M抑制剂后，腐蚀电流密度大幅降低，抑制效率达96.4%–98.8%，且抑制剂通过阻滞阴阳极反应发挥混合型抑制作用。

结论 (Conclusion)

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  二氢咪唑衍生物通过取代基的电子效应与空间位阻调控缓蚀性能。
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  实验与理论数据共同验证其通过化学吸附形成高效保护层。
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  该研究为设计新型缓蚀剂提供了分子水平的设计策略。