对邻氨基苯甲酸和邻氯苯胺甲醛共聚物作为缓蚀剂的比较实验与量子化学研究

《Scientific Reports》：Comparative experimental and quantum chemical investigation of para anisidine and para chloroaniline formaldehyde copolymers as corrosion inhibitors

　　

摘要

本研究探讨了将对氨基苯甲醚甲醛（pAF）和对氯苯胺甲醛（pCF）共聚物作为有效腐蚀抑制剂在0.5 N HCl溶液中对低碳钢的应用，这些共聚物具有潜在的环境友好性。在低浓度下，它们表现出优异的抑制性能，并且挥发性较低，表明具有良好的环境兼容性。 gravimetric分析显示，在12 ppm的最佳浓度下，pAF的抑制效率为97.1%，pCF的抑制效率为95.2%。电化学阻抗谱（EIS）结果显示，电荷转移电阻（R_ct）值从空白溶液的54.3 Ω cm²分别增加到pAF的173.8 Ω cm²和pCF的149.5 Ω cm²，表明它们能有效保护钢铁表面。电位动力学极化研究证实，这两种抑制剂均为混合型抑制剂，可以同时减缓阳极和阴极反应，腐蚀电流密度（i_corr）值从空白溶液的154 μA cm^?2分别降低到pAF的4.5 μA cm^?2和pCF的7.3 μA cm^?2。吸附行为符合Langmuir吸附等温线，表明在低碳钢表面形成了保护性吸附层。通过密度泛函理论（DFT）计算研究了这些共聚物的电子性质和吸附机制。结果表明，pAF和pCF中氧原子周围的较高电子密度促进了其与钢铁表面的更强相互作用。表面表征和DFT计算结果支持了所提出的腐蚀抑制机制。总体而言，这两种共聚物在酸性介质中均表现出有效的腐蚀抑制作用，在本研究条件下，pAF的抑制效率（97.1%）高于pCF（95.2%）。