综述：腐蚀抑制剂的物理化学键合与腐蚀防护：非共价键和配位键在传输与吸附中的作用

这篇综述系统阐述了腐蚀抑制剂（CIs）通过非共价键（氢键、静电作用、范德华力）和配位键（化学吸附）在金属表面的传输与吸附机制，重点分析了抑制剂分子结构、电解质性质（pH、粘度、温度）及金属表面电荷对吸附动力学（ΔGads、ΔHads）的影响，并探讨了电化学（EIS、PDP）与计算模拟（NCI-RDG、QTAIM）技术在界面相互作用研究中的应用。

　　

物理化学键合与腐蚀防护机制

腐蚀抑制剂（CIs）通过吸附在金属表面形成疏水保护层，其吸附过程涉及多种相互作用：静电吸引（物理吸附）和配位键（化学吸附）是核心机制。在酸性介质中，金属表面带正电荷（如Fe²⁺/Fe³⁺），通过Cl^?等反离子桥接吸引抑制剂分子，而抑制剂分子中的N、O、S等杂原子通过孤对电子与金属d轨道形成配位键，实现化学吸附。

传输动力学与影响因素

抑制剂的扩散遵循菲克定律（Fick's law），扩散系数（D）受分子大小、电解质粘度及温度调控。小分子抑制剂（如咪唑类）扩散更快，但疏水链过长会因分子间作用力导致胶束形成。温度升高可降低粘度促进扩散，但过高温度可能破坏预吸附层。

键合强度的表征技术

电化学技术（如EIS、PDP）量化抑制效率，表面分析（XPS、FT-IR）直接证实键合类型：XPS显示Fe-N配位键结合能位移，FT-IR检测官能团振动峰偏移。计算模拟（DFT、NCI-RDG）可视化弱相互作用，如7-epi-γ-eudesmol通过绿色范德华作用区（sign(λ₂)ρ≈?0.03）增强金属吸附。

热力学与吸附模型

Langmuir模型适用于单层均匀吸附，ΔG_ads值区分吸附类型：?20 kJ/mol以下为物理吸附（如静电吸引），?40 kJ/mol以上为化学吸附（如配位键）。熵增（ΔS_ads>0）反映水分子解吸附的混乱度增加，是吸附驱动的关键因素。

挑战与未来方向

当前研究需解决抑制剂在复杂工业环境（如高盐、多相流）中的稳定性问题，并开发兼具高捐赠-回吸电子能力（如喹啉衍生物）的绿色抑制剂。计算模拟与高通量筛选结合，可加速设计靶向特定金属（如304L不锈钢）的高效分子。