羟基和甲氧基芳香化合物作为汽车钢在1.0 M HCl中高效缓蚀剂的实验与理论研究

《Journal of Molecular Structure》：Hydroxy- and Methoxy-aromatics as Corrosion Inhibitors for Automotive Steel in 1.0 M HCl: Experimental and Theoretical Study

　　本文推荐三种富氧芳香化合物（B1、B2、B3）作为S420MC汽车钢在1.0 M HCl中的新型绿色缓蚀剂。电化学测试表明其缓蚀效率超过91%，属混合型抑制；扫描电镜-能谱（SEM-EDS）证实致密保护膜形成；吸附符合Langmuir模型（Kads > 9 × 105 L mol?1，ΔG°ads ≈ ?45 kJ mol?1），为自发化学吸附。理论计算（DFT/DFTB/Monte Carlo）揭示分子通过Fe–O/Fe–C配位平行吸附于Fe (110)晶面，与实验高度吻合。

　　

Section snippets

Materials and medium

本研究使用的缓蚀剂购自Sigma-Aldrich，分别为B1（2-羟基-5-甲氧基苯乙酮）、B2（2,3,4-三甲氧基苯甲酸）和B3（3,4,5-三甲氧基苯甲酸）。通过稀释浓盐酸（37% HCl）与蒸馏水配制1.0 M盐酸溶液。实验基底采用摩洛哥汽车制造商提供的微合金S420MC钢板，其化学成分如表1所示。

EIS study

奈奎斯特图中半圆的直径所代表的极化电阻是评估电荷转移过程和缓蚀效率的关键指标。图2(a-c)展示了B1、B2和B3在不同浓度下的奈奎斯特图，所有曲线均呈现明显的半圆形特征，表明在不同条件下腐蚀的基本机制保持一致。无论是否添加缓蚀剂，均出现单一容抗弧，这反映了...

Conclusion

本研究通过电化学、表面分析和多尺度计算模拟，建立了富氧芳香化合物在1.0 M HCl中保护微合金S420MC钢的机理框架。结果表明，缓蚀剂凭借强给电子位点和平面π体系，能够在Fe (110)晶面上平行吸附形成致密的化学吸附层，从而实现高效腐蚀防护。在三种化合物中，B1表现出最高的缓蚀效率...