喹啉功能化席夫碱缩氨基硫脲类似物的合成及其高性能铜腐蚀抑制机制：基于RSM辅助EIS、XPS、DFT与MD的多尺度研究

为解决工业酸性环境中铜腐蚀防护难题，研究人员通过合成3-乙酰基喹啉缩氨基硫脲（QT）新型抑制剂，结合响应面法（RSM）优化条件，实现97%抑制效率。通过EIS、XPS、DFT和分子动力学（MD）多技术联用，揭示其通过Cu-N/S配位形成单层化学吸附的机制，为高性能环保型缓蚀剂设计提供理论-实验一体化范式。

　　

在石油化工、电力设备等领域，金属管道长期暴露于盐酸等强酸环境会导致严重腐蚀，其中铜材因优良导电性被广泛使用却更易受损。传统缓蚀剂存在效率低、环境毒性等问题，而含氮硫杂环化合物因其强配位能力成为研究热点。马来西亚的研究团队通过将生物活性喹啉与缩氨基硫脲骨架结合，设计出新型抑制剂QT，并采用多尺度研究方法揭示其作用机制。

研究通过FT-IR、¹
H/¹³
C NMR完成QT结构表征，利用响应面法（RSM）优化腐蚀抑制条件，结合电化学阻抗谱（EIS）评估性能。表面分析采用X射线光电子能谱（XPS）和扫描电镜（SEM），理论计算运用密度泛函理论（DFT）和分子动力学（MD）模拟。

合成与表征
QT通过3-乙酰基喹啉与缩氨基硫脲的缩合反应制备，FT-IR显示C=N（1598 cm^-1
）和C=S（1243 cm^-1
）特征峰，¹
H NMR中8.71 ppm的亚胺质子峰证实结构。

RSM优化
四因素五水平中心复合设计（CCD）确定最佳条件为46.42°C、2.92 M HCl、0.65 mM QT和23.22小时，抑制效率达97.3%。Langmuir模型证明其为单层化学吸附（ΔG_ads
=-42.3 kJ/mol）。

表面作用机制
XPS检测到Cu 2p_3/2
在932.5 eV的峰位偏移，证实QT通过Cu-N（398.11 eV）和Cu-S（161.79 eV）键合。SEM显示QT处理后的铜表面腐蚀坑减少90%。

理论计算
DFT揭示QT的硫酮硫和亚胺氮为活性位点，全局描述符显示低硬度（0.8473 eV）和高软度（1.1802 eV^-1
）。MD模拟获得-764.546 kJ/mol吸附能，证实QT平行吸附于铜面的稳定性。

该研究通过实验-理论协同策略，证明QT在酸性环境中可通过配位键形成致密保护层。其创新性在于：首次将喹啉引入缩氨基硫脲骨架，建立RSM-EIS-MD联用优化流程，为绿色缓蚀剂开发提供新思路。成果发表于《Journal of Molecular Structure》，对延长工业设备寿命、降低维护成本具有重要应用价值。