缓蚀剂哌啶在不锈钢钝化膜表面吸附行为的量子化学从头算研究*

中国腐蚀与防护学报

1999, Vol. 19

Issue (2): 65-71

研究报告

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缓蚀剂哌啶在不锈钢钝化膜表面吸附行为的量子化学从头算研究*

唐子龙;宋诗哲

天津大学材料学院

A STUDY ON ADSORPTION BEHAVIOUR OF INHIBITOR PIPERIDINE ON PASSIVE FILM OF STAINLESS STEEL BY QUANTUM CHEMISTRY ab initio METHOD

Zilong Tang;

天津大学材料学院

全文: PDF(128 KB)

摘要: 采用多种量子化学方法对缓蚀剂哌啶（PD）进行计算，由构象转变能垒确定了分子的吸附构象。以O-Fe-O和O-Cr-O-Cr-O模拟氧化膜的一维链，施行量子化学从头算（ab initio)研究，得到了分子的稳定构型及电子结构。根据化学反应普遍微拢理论（GPT）分析缓蚀剂与氧化膜的作用方式。结果表明，哌啶在氧化膜表面的作用属于电荷控制反应，通过N原子与金属原子之间授受电子形成配位键实现吸附取向。

关键词 ：量子化学从头算, 吸附, 氧化膜, 缓蚀作用

Abstract：Three kinds of quantum chemistry methods, semiemperical SCF/PM3(improved MNDO)and ab initio SCF/STO-3G and SCF/6-31G,were applied to clarify the origin of the good inhibition performance of piperidine (PD) on passive film of stainless steel.According to the data of formation heat and absolute energy of molecules with different possible conformation,the chair style conformation of PD is stable.With O-Fe-O-Fe-O and O-Cr-O-Cr-O being succedaneums of one dimension oxide film,the optimized geometry and electron energy level of these molecules were calculated by ab initio SCF/STO-3G.On the basis of chemical reaction generalized perturbation theory,the interaction between inhibitor PD and metal oxide was discussed.The results indicated that the adsorption of PD on passive film is a charge control reaction.The adsorption of PD can be ascribed to N atom acting as electron donor to chalets with Fe and Cr atoms in oxide film. The obtained adsorpton bond energy is in agreement with the single bond energy of normal Fe, Cr complexes including nitrogen aton.Moreover,the adsorption orientation of PD on passive film was deduced preliminarily.

Key words： ab initio calculation adsorbtion organic inhibitor oxide film

收稿日期: 2005-07-19

通讯作者: 唐子龙

Corresponding author: Zilong Tang

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唐子龙; 宋诗哲 . 缓蚀剂哌啶在不锈钢钝化膜表面吸附行为的量子化学从头算研究*[J]. 中国腐蚀与防护学报, 1999, 19(2): 65-71 .
Zilong Tang. A STUDY ON ADSORPTION BEHAVIOUR OF INHIBITOR PIPERIDINE ON PASSIVE FILM OF STAINLESS STEEL BY QUANTUM CHEMISTRY ab initio METHOD. J Chin Soc Corr Pro, 1999, 19(2): 65-71 .

链接本文:

https://www.jcscp.org/CN/ 或 https://www.jcscp.org/CN/Y1999/V19/I2/65

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