中文摘要：

植酸类化合物是种环境友好、无毒、价格低廉的金属绿色缓蚀剂。本项目拟通过分子自组装技术，对锌、铁、镍及其铜合金表面进行植酸及其盐（植酸钠、植酸镁和植酸钙等）的单层修饰。利用超灵敏的表面增强拉曼散射（SERS）技术、拉曼化学成像(Raman mapping)技术以及其它表面表征技术，系统观察植酸及其盐分子的组装过程，并结合密度泛函振动计算和拉曼表面增强选律，从分子水平解析膜结构，并优化组装条件。利用腐蚀电化学测量技术（交流阻抗、塔菲尔极化曲线测定），获得金属表面植酸类组装层的缓蚀机理和缓蚀效率；原位光谱电化学技术观察膜电脱附过程，了解膜稳定性；从而揭示膜构效关系的物理化学机制。植酸分子有六个非共平面的磷酸酯键，能以多种方式在金属表面吸附，有望用于改善铜杂氮环缓蚀试剂由涂层缺陷而引发的点腐蚀。通过应用SERS、Raman mapping 和电化学技术，观察植酸共吸附方式，评价其抗铜点腐蚀的性能。

结论摘要：

以4-氨基安替比林（4-AAP）、2-氨基-5-（4-吡啶）-1,3,4噻二唑（4-APTD）、5－羟基色胺（5－HT)等环境友好分子为模型分子，建立了包含金属电极的前处理方法、表面增强拉曼散射（SERS）光谱技术、原位拉曼光谱电化学、交流阻抗谱技术、电化学极化曲线法、密度泛函理论（DFT)量化计算和Langmuir吸附等温线法等在内的系统研究方法，以期揭示分子在金属表面吸附的行为与其缓蚀性能的关系。以铜为基础电极，通过上述系统研究方法，发现甲基咪唑（MMI）分子以倾斜构型通过S6 和 N2原子吸附，自组装成紧密有序的单分子层，有出色的抗腐蚀性能。在原位拉曼散射光谱电化学实验中，MMI分子在铜电极表面存在吸附中间态，这也有助于膜的稳定；拉曼光谱表明4-APTD分子以C2， N3和N12原子为位点以斜躺方式吸附在铜表面，交流阻抗解析发现电子转移电阻增大一个数量级。在pH＝2.85条件下，半胱氨酸在铜表面有多采用顺式吸附构型，该膜在盐溶液中有最优的缓蚀性能。对于植酸及其盐的研究，获得了以下结论（1）在铁表面进行多步组装形成的植酸纳修饰层，在盐溶液介质中有更佳的缓蚀性能；（2）SERS光谱表明植酸分子在铜表面以2个磷酸根呈单层化学吸附，并符合Langmuir吸附等温线，在3％的NaCl溶液中，缓蚀效率可大于80％；（3）植酸与碘离子的共存吸附机理是碘离子先吸附、植酸后吸附，构筑了稳定的双层膜，在硫酸介质中，表现出协同抗腐蚀性能，缓蚀效率优于90％；（4）电化学极化曲线表明植酸钙分子是混合型缓蚀分子，SERS光谱发现其以P-O键在铜上形成的单层膜，在3％NaCl溶液中缓蚀效率大于92％。 上述工作发表了9篇学术论文，另完成3篇论文的写作，其中已投稿并修改，培养了7名硕士研究生，形成了系列的研究方法，基本完成了预定的研究目标。但是关于在锌表面的植酸分子吸附观察，由于电极预处理遇到的技术困难，尚未有明确的实验结果，特别是拉曼光谱实验进展不大，研究有待后续深入。