含雜環(huán)有機(jī)緩蝕劑緩蝕機(jī)理及新型半導(dǎo)體_材料物性的理論研究_.pdf

1、在化學(xué)工程與技術(shù)領(lǐng)域中，為了延長設(shè)備的使用壽命，常研究避免其遭受侵蝕的方法，金屬材料表面形成半導(dǎo)體型薄膜后既能保持材料的金屬特性又能防治金屬材料腐蝕，因此研究半導(dǎo)體材料的幾何結(jié)構(gòu)特點(diǎn)、電子結(jié)構(gòu)及光學(xué)等性能可為在金屬表面防腐蝕提供理論依據(jù)；此外，采用緩蝕劑也是化學(xué)工業(yè)中簡便且效果明顯的防腐蝕技術(shù)，因此在諸如石油化工、鹽化工等應(yīng)用領(lǐng)域，緩蝕劑的研究也成為專門的研究方向。
　　基于以上背景，本研究包括兩部分。第一部分研究幾種雜環(huán)有機(jī)緩蝕

2、劑分子對(duì)銅、鋼金屬緩蝕機(jī)理；第二部分為若干新型半導(dǎo)體體相材料的物性計(jì)算。
　　在第一部分的研究中，主要包括以下幾個(gè)方面：
　?、偻ㄟ^密度泛函理論(DFT)方法對(duì)三種含肟醚基三氮唑化合物4-氯苯乙酮-O-1'-(1'.3'.4'-三氮唑)亞甲基肟(CATM)、4-氟基苯乙酮-O-1'-(1'.3'.4'-三氮唑)亞甲基肟(FATM)和3,4-二氯苯乙酮-O-1'-(1'.3'.4'-三氮唑)亞甲基肟(DATM)的分子反應(yīng)活性進(jìn)

3、行了理論預(yù)測(cè)，得到了一系列量化活性參數(shù)，包括最高占據(jù)分子軌道能量、最低空分子軌道能量、能隙差、偶極矩、電子轉(zhuǎn)移數(shù)目等，并對(duì)部分參數(shù)與其緩蝕效率之間的構(gòu)效關(guān)系進(jìn)行了擬合計(jì)算分析。最后采用蒙特卡洛模擬方法給出了三種分子在鐵金屬表面吸附的平衡構(gòu)型。
　　②采用電化學(xué)阻抗譜、線性極化電阻及動(dòng)電位極化曲線方法，對(duì)2-氨基噻唑在0.5 M H2SO4及1.0 M HCl腐蝕介質(zhì)中對(duì)碳鋼的緩蝕性能進(jìn)行了測(cè)試，并通過DFT、分子中的原子的量子理論

4、(QTAIM)、分子動(dòng)力學(xué)模擬(MD)等方法對(duì)2-氨基噻唑分子與鐵原子的相互對(duì)接方式進(jìn)行了剖析。
　?、鄄捎貌煌汉邦悓?dǎo)體屏蔽模型(COSMO)溶劑效應(yīng)方法對(duì)噻吩、吡咯和呋喃分子在Fe(110)表面的吸附行為進(jìn)行了理論計(jì)算，合理解釋了如下經(jīng)驗(yàn)性規(guī)律：含有O，N，S的有機(jī)緩蝕劑緩蝕效率對(duì)比中，在其它官能團(tuán)相似的情況下，含三種不同原子的緩蝕效果順序?yàn)镾>N>O。
　?、懿捎肕D和DFT相結(jié)合的研究方法對(duì)3-氨基-1,2,4-三

5、氮唑(ATA)、3,5-二氨基-1,2,4-三氮唑(DAT)和4-氨基-3-肼基-5-巰基-1,2,4-三氮唑(AHMT)在硝酸介質(zhì)中對(duì)銅的緩蝕性能進(jìn)行了理論探究，著重評(píng)估了不包含和包含色散能量修正的DFT理論對(duì)緩蝕劑吸附構(gòu)型的影響，最后模擬了腐蝕介質(zhì)粒子H3O+在緩蝕劑膜層中的擴(kuò)散行為，并提出了合理的吸附與緩蝕機(jī)制。
　　第二部分主要通過第一性原理計(jì)算方法，研究了CdX(X=S/Se/Te)、CdRh2O4、β-AgMO2(M=