碳基缓蚀剂在金属腐蚀防护中的应用

本书以零维碳量子点(CDs) 、二维氧化石墨烯以及咪唑啉等碳材料为主体，在此基础上采用掺杂等修饰方法制备了系列缓蚀性能优异的碳材料缓蚀剂，并系统地探究了碳材料在金属表面的作用及行为，深入分析其缓蚀行为的差异及变化，对比分析了碳材料的缓蚀行为及作用机制，发现不同碳材料对金属腐蚀的影响存在差异，为缓蚀剂的制备提供了新思路。本书可供材料学、金属加工、应用化学、物理化学、石油化工等专业的师生以及从事金属防护、润滑油等工作的工程技术人员阅读参考。

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第1章 绪论 1.1 材料的发展历程2 1.1.1 使用纯天然材料的初级阶段2 1.1.2 单纯利用火制造材料的阶段3 1.1.3 利用物理化学原理合成材料的阶段3 1.1.4 材料的复合化阶段3 1.1.5 材料的智能化阶段4 1.2 材料腐蚀的分类6 1.3 高分子材料的腐蚀8 1.3.1 腐蚀形式8 1.3.2 腐蚀特点8 1.3.3 腐蚀防护10 1.4 金属材料的腐蚀10 1.4.1 腐蚀形式10 1.4.2 腐蚀环境与特点11 1.4.3 腐蚀防护16 第2章 碳量子点的腐蚀防护 2.1 缓蚀剂22 2.1.1 概念22 2.1.2 分类22 2.1.3 性能研究方法24 2.1.4 碳量子点作为缓蚀剂的研究进展25 2.2 纯碳量子点的制备与缓蚀性能28 2.2.1 制备30 2.2.2 结构表征分析30 2.2.3 电化学分析33 2.2.4 失重分析37 2.2.5 表面分析38 2.2.6 吸附类型分析41 2.2.7 缓蚀机理分析42 2.3 小结43 第3章 氮掺杂碳量子点的腐蚀防护 3.1 氮掺杂碳量子点的制备及缓蚀性能46 3.1.1 制备46 3.1.2 结构表征分析47 3.1.3 电化学分析50 3.1.4 表面分析53 3.1.5 吸附等温线分析55 3.1.6 缓蚀机理分析57 3.1.7 小结58 3.2 芳香族氮源掺杂碳量子点的制备及缓蚀性能59 3.2.1 制备59 3.2.2 结构表征分析60 3.2.3 电化学分析61 3.2.4 表面分析66 3.2.5 吸附等温线分析68 3.2.6 缓蚀机理分析69 3.2.7 小结70 3.3 不同氮源掺杂碳量子点的制备及缓蚀性能71 3.3.1 制备71 3.3.2 结构表征分析72 3.3.3 电化学分析75 3.3.4 表面分析79 3.3.5 吸附等温线分析81 3.3.6 缓蚀机理分析83 3.3.7 小结84 第4章 氮/硫掺杂型碳量子点的腐蚀防护 4.1 有机氮/硫掺杂碳量子点的缓蚀性能86 4.1.1 制备86 4.1.2 结构表征分析87 4.1.3 电化学分析89 4.1.4 失重测试92 4.1.5 表面分析93 4.1.6 吸附等温线分析97 4.1.7 缓蚀机理分析97 4.1.8 小结99 4.2 有机无机氮硫掺杂碳量子点的缓蚀性能99 4.2.1 制备100 4.2.2 结构表征分析101 4.2.3 电化学分析102 4.2.4 失重分析107 4.2.5 表面分析109 4.2.6 吸附等温线分析110 4.2.7 缓蚀机理分析112 4.2.8 小结113 第5章 二维碳材料量子点的腐蚀防护 5.1 石墨烯@MoS2 量子点腐蚀行为116 5.1.1 制备117 5.1.2 结构表征分析118 5.1.3 腐蚀行为122 5.1.4 小结125 5.2 苯并咪唑@石墨烯量子点腐蚀行为126 5.2.1 制备126 5.2.2 结构表征分析126 5.2.3 腐蚀行为129 5.2.4 小结133 5.3 2-巯基苯并咪唑@石墨烯量子点腐蚀行为研究133 5.3.1 制备133 5.3.2 结构表征分析134 5.3.3 腐蚀行为137 5.3.4 小结140 第6章 有机含氮类缓蚀剂的腐蚀防护 6.1 咪唑啉衍生物的合成及其在混凝土模拟液中的性能142 6.1.1 制备143 6.1.2 结构表征分析144 6.1.3 失重分析148 6.1.4 表面分析150 6.1.5 电化学分析151 6.1.6 小结166 6.2 咪唑啉衍生物在混凝土中的性能166 6.2.1 混凝土试样制备167 6.2.2 性能测试方法167 6.2.3 混凝土的吸水性分析169 6.2.4 混凝土的抗压强度分析170 6.2.5 氯离子的渗透浓度分析172 6.2.6 小结178 6.3 咪唑啉衍生物在Fe 基面的吸附理论研究179 6.3.1 试样的制备及分析179 6.3.2 SEM 和EDS 能谱分析180 6.3.3 吸附等温模型183 6.3.4 红外光谱分析184 6.3.5 量子化学的计算结果184 6.3.6 分子动力学分析189 6.3.7 小结192 参考文献