紫铜因具有不亚于黄金和白银的导电性、导热性和延展性，且价格相对而言较为低廉，被广泛地用于制造大量的电缆、电器设备和工业建筑。此外，Cu相对于钢铁材料而言，具有更好的耐蚀性，这也促进了其在工业中的应用。但值得注意的是，铜制器件在服役过程中仍然存在着被腐蚀的现象，且这种腐蚀现象与铁基设备的腐蚀不同^[1]。铁基设备的腐蚀主要是酸性环境下的析氢腐蚀和中性或碱性环境下的吸氧腐蚀，而Cu的腐蚀则主要是以吸氧腐蚀为主，即Cu与O₂生成氧化亚铜，并进一步转化为碱式碳酸铜 (铜绿)。显然，遭受腐蚀后的铜基材料，不论是力学性能还是耐蚀性能，都会明显下降，这会大大地增加相关设备发生故障的风险，进而引发难以预料的安全事故并造成巨大的经济损失^[2]。通过有效的防腐蚀手段来抑制铜基设备的腐蚀，不仅能够延长其服役寿命，而且能进一步降低事故发生的概率和经济损失，保障人员的生命财产安全，助力“双碳”目标。常见用于抑制金属腐蚀的技术有许多，包括 (1) 从金属内部出发，通过优化金属的成分与结构来提升金属的耐蚀性^[3]； (2) 向金属服役的环境中添加极少量缓蚀剂，抑制金属的腐蚀^[4]； (3) 在金属表面涂装防护涂层，减少金属与腐蚀介质的接触，提升金属的服役寿命^{[5, 6]}； (4) 将被保护的金属作为阴极，在施加外部电流的情况下，通过牺牲阳极的方式，减缓被保护金属的腐蚀速率^[7]。其中，向金属服役环境中添加缓蚀剂是一种通用性强的防腐蚀技术，因为其具有用量少、操作简单、效果显著和成本低廉等优点^[8]。缓蚀剂在酸洗工业中的使用尤为普遍，因为其在酸性介质除掉金属锈层的同时，降低了酸洗液对金属基体本身的腐蚀，这对铜基材料的酸洗除锈也是适用的。

常用的缓蚀剂根据组成的不同可以分为无机和有机缓蚀剂，但随着全球对环境保护的呼声高涨，民众环保意识的增强，许多高效但具有强毒性的无机缓蚀剂 (如亚硝酸盐、含铬类化合物) 正在逐步地被禁止使用或者是被低毒或者无毒的有机缓蚀剂所替代。常见的有机缓蚀剂，一般都含有N、O、P和S等杂原子，以及苯环、双键和三键等共轭结构^[9]。有机缓蚀剂中的这些含有孤电子对的杂原子和官能团可以通过与金属的d空轨道发生得-失电子反应，吸附在金属的表面，形成致密的保护膜来提升金属表面的膜电阻和电荷转移电阻，从而抑制金属的腐蚀^[10]。Qiang等通过电化学测试和形貌观察指出，两种四唑类衍生物 (5-苄基-1氢-四唑BTA和5-(苄基硫代)-1氢-四唑BTTA) 能够有效地抑制紫铜在0.5 mol/L硫酸溶液中的腐蚀，并且当浓度仅为2 mmol/L时，BTA和BTTA对Cu的缓蚀性能高达96.1%和99.5%^[11]。其后作者结合Langmuir等温吸附曲线、X射线光电子能谱 (XPS) 和理论计算结果表明，BTA和BTTA通过N、S杂原子和共轭结构在物理化学吸附的作用下，在Cu表面形成了致密的保护膜，并且保护膜随着浓度的增加而变得更为致密。Li等^[12]研究表明40 mg/L的洛沙坦钾 (LP) 能够有效地抑制Cu在硫酸环境中的腐蚀，并且这种对Cu的保护性能不会随着硫酸溶液温度的升高而减弱，其在298、303和308 K的缓蚀效率分别为92.8%、93.6%和94.9%。基于等温吸附曲线、XPS和理论计算，作者进一步从分子层面揭示了LP分子结构与缓蚀性能之间的构效关系。虽然研究人员针对有机缓蚀剂已经做了大量的工作，但应该明确的是推动环保且高效的有机缓蚀剂工业应用，仍然是道阻且长。如何在保证缓蚀效率的同时，降低缓蚀剂的使用量，降低缓蚀剂使用后对环境的影响是目前缓蚀剂研究领域急需解决的问题。同时，结合必要的实验方法来揭示有机分子与金属表面间的相互作用机理，阐明其构效关系，进而指导和开发更多高效且实用的缓蚀剂是具有实际意义的。

基于此，本工作开发了一种环保型的药物缓蚀剂，利拉利汀 (LNLP)，它是一种被用于治疗人类糖尿病的特效药，价格低廉。LNLP的分子结构如图1所示，其包含许多共轭的官能团和N、O杂原子，这意味着其具有潜在的缓蚀性能。此外，LNLP的分子结构中并不含S和P等元素，这意味着其对环境是无影响或者是低影响的，即LNLP是一种环保型的缓蚀剂。本工作将为开发更多新型、高效且环保的有机缓蚀剂提供理论依据，并推动环保型有机缓蚀剂的工业应用。

实验所使用试剂包括LNLP (浓度≥99%)、浓硫酸 (98.0%)、无水乙醇 (99.5%) 和丙酮 (99.0%)，超纯水来自于实验室自制，电导率为18.25 MΩ·cm。实验所用Cu块纯度为99.9%，用于电化学测试和失重实验的试样尺寸为10 mm×10 mm×10 mm，用于形貌观察的试样尺寸为5 mm×5 mm×2 mm。

实验所使用的溶液为0.5 mol/L的硫酸溶液，LNLP添加的摩尔浓度分别为0.1、0.2、0.5和1 mmol/L，对应的质量浓度为0.04725、0.09451、0.23627和0.4725 g/L。在每次电化学测试开始前，Cu电极用400、800、1200和2000目的砂纸进行打磨抛光，其后用无水乙醇/丙酮混合溶液对电极进行超声清洗，以去除金属表面残存的碎屑和油污，超声时长为10 s。超声清洗结束后，使用电吹风对电极表面进行快速冷风风干。为了确保测试过程中，溶液温度不发生变化，所有测试均在恒温水浴锅中进行，设置温度为25 ℃。

所有的电化学测试都是在三电极体系中完成，其中参比电极为带盐桥的饱和甘汞电极 (SCE)，对电极为8 cm²的Pt片电极，工作电极为自制的Cu电极，暴露的工作面积为1 cm²，其余Cu表面由环氧树脂密封。基于CHI760e电化学工作站，首先进行开路电位 (OCP) 测试，以确保整个体系处于动态稳定状态中。其后进行电化学阻抗谱 (EIS) 测试，其频率范围为10⁵~10^-2 Hz，扰动信号为5 mV的正弦波。接着进行动电位极化曲线 (Tafel) 测试，其扫描范围为OCP±250 mV，扫描速率为2 mV/s。其中，EIS测试的数据由ZsimpWin 3.10软件进行拟合分析，腐蚀电流密度则由Tafel外切拟合。

质量损失测试依据的标准为ASTM G31，所有的试样均用砂纸打磨到2000目，再使用无水乙醇/丙酮混合溶液进行超声清洗，清洗时间为30 s。进行冷风干燥和高精度电子天平称重后，在含有不同LNLP浓度的0.5 mol/L硫酸溶液中浸泡48 h。浸泡结束后，将试样置于无水乙醇/丙酮混合溶液中，超声清洗30 s后冷风干燥，最后使用高精度电子天平称重，并根据如下公式计算腐蚀效率^[13]：

其中，∆W为浸泡前后试样的质量差 (mg)，A为浸泡试样的面积 (m²)，t为浸泡的时间 (h)，η_wl为以质量损失实验结果计算的缓释效率，v₀和v分别为不含和含有不同浓度LNLP的腐蚀速率 (mg·m^-2·h^-1)。为了确保浸泡试验数据的真实可靠，所有的试样都是一 式3份。

用于扫描电镜/能谱仪 (SEM/EDS, Regulus 8230)和激光共聚焦扫描显微镜 (LSCM, LSM 700) 观察形貌的试样则是用砂纸打磨到7000目，清洗除油，冷风吹干后置于不含或者含有1 mmol/L LNLP的硫酸溶液中，浸泡时间为72 h。浸泡结束后，超声清洗，冷风吹干后再进行形貌观察。

通过Gaussian 09 W软件对LNLP分子进行量子化学计算^[14]。在DFT条件下，采用GGA/B3LYP方法对LNLP分子结构进行了6-311++G (d, p) 模块的几何优化^[15]。此外，还对LNLP的分子前沿轨道参数进行了计算，给出了其最高已占据分子轨道 (E_HOMO)、最低未占据分子轨道 (E_LUMO) 和密立根电荷 (Mulliken charge) 等参数，并进行了详细讨论。通过分子动力学模拟 (MD) 分析了LNLP分子与Cu (111) 的相互作用。模拟单元的尺寸为2.31 nm×1.68 nm×7.03 nm，真空层为5 nm。在周期性边界条件和COMPASS力场条件下，模拟单元中包括500个水分子和1个LNLP分子^[16]。采用NVT正则系综进行高精度仿真，整个仿真时间为2 ns，计算步长为0.5 ps，计算并分析了LNLP与Cu (111) 晶面的结合能 (E_binding) ^[17]。

EIS是一种用于快速、准确评价缓蚀剂对金属缓蚀性能的测试技术，并且EIS测试不会破坏金属表面的动态平衡，被视为是无损测试。不同浓度LNLP对Cu在0.5 mol/L硫酸溶液中的Nyquist图和Bode图如图2所示。由图2a可得，Cu在0.5 mol/L硫酸中的Nyquist图由容抗弧半圆和斜向上的扩散阻抗 (Warburg) 组成。其中，Warburg的出现，表示空气中的O₂已溶解到了溶液中，并扩散到了金属表面引发了腐蚀；也可能代表金属表面的腐蚀产物扩散到了本体溶液中^[18]。即Cu在硫酸溶液中发生了严重腐蚀，并且腐蚀过程由传质过程控制。添加了不同浓度LNLP的Nyquist图如图2b所示，LNLP的添加极大程度提升了Cu在硫酸溶液中电容性半圆弧的半径，这意味着Cu在硫酸溶液中的阻抗值急剧增大，即Cu在硫酸溶液中的耐蚀性得到了提升。随着LNLP浓度的增加，Nyquist图的半径进一步增大，这意味着Cu表面形成了保护膜，阻隔了Cu与溶液中腐蚀介质的接触，并且保护膜变得愈发的完整和致密。此外，代表Warburg的斜向上曲线消失了，这意味着LNLP抑制了溶解的O₂到达Cu表面，或者抑制了Cu表面的腐蚀产物扩散。从图2c中则可以看出，Cu在空白硫酸溶液中的阻抗值仅为10³ Ω·cm²，而0.1 mmol/L LNLP的出现直接将阻抗值提升至10⁴ Ω·cm²，并且当LNLP浓度增加至1 mmol/L时，其阻抗值高达10⁵ Ω·cm²。即LNLP的出现将Cu在硫酸溶液中的阻抗值提升了两个数量级，这对应着LNLP对Cu优异的缓蚀性能。图2d中，相较于空白，含有LNLP的相位角值增加，并且在相当宽的频率范围内保持了较高的相位角值，这也与上述Nyquist图中的结果是一致的。值得注意的是，所有的相位角曲线均出现了两个极值峰，这意味着在整个反应体系中存在着两个时间常数。

为了定量分析不同浓度LNLP对Cu在0.5 mol/L硫酸中耐蚀性的影响，对测得的电化学数据进行了拟合。鉴于测试结果中的相位角曲线都包含两个极值峰，在拟合时选择了含有两个时间常数的等效电路，如图3所示。其中，R_s、R_c和R_ct分别代表溶液电阻、膜电阻和电荷转移电阻。考虑到实验并非在理想情况下进行的，Q_c和Q_dl分别是膜电容和双电层电容。其中，图3a用于拟合Cu在空白硫酸溶液中的EIS结果，图3b则用于拟合含有LNLP的EIS结果，相关的拟合结果如表1所示。Cu在纯0.5 mol/L硫酸溶液中的R_c和R_ct仅为0.004和0.056 kΩ·cm²，这意味着Cu很难独自地抵抗硫酸对其的腐蚀。随着0.1 mmol/L LNLP的加入，R_c和R_ct的值显著增大，分别为2.03和24.2 kΩ·cm²，且Q_c和Q_dl迅速下降到5.6和41.2 μF·cm^-2。这说明LNLP分子通过取代吸附在Cu表面的腐蚀介质，形成了保护膜，抑制了Cu的腐蚀。值得注意的是，当LNLP的浓度提升至1 mmol/L时，其R_c和R_ct的值为19.3和103.2 kΩ·cm²，Q_c和Q_dl值为1.5和6.7 μF·cm^-2，这意味着大量的LNLP分子吸附在Cu表面，提升了Cu的R_c和R_ct，降低了Cu表面的膜电容和电荷转移电容。最终，计算了不同浓度LNLP对Cu的缓蚀效率，结果表明其缓蚀效率均超过了99%，并且当LNLP为1 mmol/L时，缓蚀效率最高为99.95%。表2对比了本工作和其他文献中缓蚀剂对Cu在0.5 mol/L硫酸溶液中的缓蚀性能，结果表明LNLP具有最低的添加浓度和最高的缓蚀效率。

Cu在含有不同LNLP浓度的硫酸溶液中的Tafel曲线如图4所示。对比不含和含有LNLP的Tafel曲线可以清晰地看出，含有LNLP的Tafel曲线均呈现出向下移动的现象，并且这种下移的行为随着LNLP浓度的增加，愈发明显。即LNLP的加入极大程度上抑制了Cu的阴、阳极腐蚀，并且这种抑制随着LNLP浓度的增加而增强。对比含有不同浓度LNLP的Tafel阴极分支曲线可得，其形貌较空白而言并没有发生明显的变化，这意味着LNLP的出现并没有改变Cu的阴极反应机理。而不同于空白溶液中的Tafel阳极分支，含有LNLP的阳极分支在弱极化区出现了明显的电流平台，但这个平台随着极化电位的持续增加而消失了。这个电流平台代表了LNLP分子在Cu表面的吸脱附过程，即在阳极极化初期，LNLP分子的吸附速率大于LNLP分子的脱附速率，但随着扫描电位的增加，LNLP分子的脱附逐渐起了主导作用，整个过程以LNLP分子的脱附和Cu的表面溶解为主，这时平台便消失了。

为了对Tafel曲线进行量化分析，了解Cu在含有LNLP缓蚀剂的硫酸溶液中的腐蚀动力学信息，使用外推法对Tafel曲线进行了分析，得到了包括腐蚀电位 (E_corr)、电流密度 (I_corr)、Tafel曲线阴阳极斜率 (β_c和β_a) 和缓蚀效率 (η)，具体参数如表3所示。

从表3中可得，相较于Cu在空白硫酸溶液中的E_corr，含有不同LNLP浓度的E_corr电位波动没有超过85 mV，这意味着LNLP是一种谦逊的缓蚀剂。Cu在0.5 mol/L硫酸中的I_corr为11.49 μA·cm^-2，而其在1 mmol/L LNLP的硫酸溶液中仅为0.23 μA·cm^-2，其电流密度下降了两个数量级，这表示LNLP形成的保护膜，有效地抑制了Cu在硫酸溶液中的极化溶解行为，展现出了对Cu优异的耐蚀保护性能。此外，LNLP的加入并没有引起β_c和β_a 的剧烈波动，这表明LNLP并没有改变Cu的腐蚀反应机理，而主要是以抑制Cu的阴阳极腐蚀速率为主，其最高缓蚀效率在LNLP浓度为1 mmol/L时达到最大值，为98.0%。EIS结果和Tafel的结果一致，都证明了LNLP能够为硫酸溶液中的Cu提供良好的保护。

通过质量损失来评价缓蚀剂对金属在腐蚀介质中的耐蚀性的影响是通用且简便的方法。Cu在含有不同浓度LNLP溶液中的质量损失结果如图5a所示，Cu在0.5 mol/L硫酸中的质量损失为7.6333 mg·m^-2·h^-1，这表明紫铜很难抵抗含有溶解O₂的强酸性溶液的侵蚀，表现出了较差的耐蚀性。而随着LNLP的添加，Cu的质量损失骤降至0.3972 mg·m^-2·h^-1，这意味着极低含量的LNLP就能为硫酸溶液中的Cu提供保护。同样，与EIS和Tafel结果类似，Cu的质量损失随着LNLP浓度的增加而呈现出明显降低的现象，并最终在LNLP为1 mmol/L时降至最低，仅为0.1522 mg·m^-2·h^-1，其缓蚀效率最高为98.1%。

如图5b所示，为了解释LNLP分子在Cu表面的吸附机理，使用Langmuir等温吸附曲线对所得的质量损失结果进行了线性拟合，其拟合的相关系数 (R²) 为0.99998，这意味着使用Langmuir吸附拟合质量损失结果是具有可行度和线性关系的，说明LNLP分子在Cu表面的吸附是单层吸附，硫酸溶液中的所有分子都有平等的机会吸附在Cu表面^[23]。但是在吸附成膜的竞争过程中，LNLP分子具有更大的吸附优势，这或许是由于LNLP分子内部丰富的N、O杂原子和共轭的环状官能团所致。为了对吸附过程进行量化的讨论，根据以下公式计算得到了吸附平衡常数 (K_ads) 和Gibbs吸附自由能 (ΔG⁰_ads) ^[24]：

其中，C为LNLP的浓度 (mmol/L)，θ为η/100，R为气体常数 (J·mol^-1·K^-1)，T为测试温度 (K)。众所周知，K_ads值对应着缓蚀剂分子与金属基体之间的相互作用力，高K_ads值对应着缓蚀剂分子能够更好地吸附在金属表面。在本工作中，K_ads值为1.01×10⁵ L/mol，这意味着LNLP分子能通过强有力的吸附作用，形成保护膜，抵挡腐蚀介质对Cu的攻击。一般而言，ΔG⁰_ads值大于-20 kJ/mol时，被认为这种吸附是单纯的物理吸附；当ΔG⁰_ads值小于-40 kJ/mol时，则被视为只有化学吸附。而当ΔG⁰_ads值介于-20~-40 kJ/mol之间，则被认为是物理化学的共同作用。在本工作中，ΔG⁰_ads值为-38.52 kJ/mol，这意味着LNLP在Cu表面的吸附是具有物理吸附和化学吸附的混合吸附。此外，ΔG⁰_ads值更接近-40 kJ/mol，也可以认为LNLP在Cu表面的吸附以化学吸附为主，物理吸附为辅。也就是说，LNLP分子首先在静电吸附和物理吸附的作用下，吸附在Cu表面，其后再转换为更稳定的化学吸附膜，为Cu提供保护。

为了更加直观地研究LNLP对Cu在0.5 mol/L硫酸溶液中的耐蚀性的影响，对浸泡在含有或者不含1 mmol/L LNLP硫酸溶液中的Cu表面进行了SEM/EDS和LSCM分析。从图5a1中可以看出，浸泡在0.5 mol/L硫酸溶液中的Cu表面变得粗糙，存在着许多裂纹且凹凸不平，整个表面还存在明显的点蚀坑。此外，整个表面可以清晰地发现存在着许多不均匀的腐蚀区域，这是由于Cu的不同晶面耐蚀性的差异所致。而从对应的EDS (图5a2) 分析中可以看出，O的含量高达5.2% (质量分数)，这也意味着Cu遭受了严重的腐蚀。Cu在含有1 mmol/L LNLP保护下的形貌如图5b1所示，整个表面十分的光滑，除了打磨抛光留下的划痕之外观察不到任何被腐蚀的现象，这说明LNLP为Cu提供了良好的保护，抑制了Cu在硫酸中的腐蚀。同时，对应的EDS (图5b2) 中Cu含量高达98.1%，而O的含量则降至了0.9%，并且检测到了N (0.2%)。上述结果都说明了LNLP能够吸附在Cu表面，形成保护膜，隔绝腐蚀介质与Cu之间的相互作用，从而展现出极高的耐蚀性能。

Cu在含有1 mmol/L或者不含LNLP硫酸溶液中的3D腐蚀形貌如图7所示。Cu在不含LNLP的硫酸溶液中遭受了严重且非均匀的腐蚀 (图7a)，表面凹凸不平，具有明显的高度差，整个腐蚀面的平均粗糙度高达1.042 μm。即紫铜很难独自抵抗硫酸溶液对其的侵蚀。相比之下，受LNLP保护下的Cu表面整体平整 (图7b)，并没有出现明显的腐蚀产物堆积或者被腐蚀的形貌，仅能零星地观察到一些因抛光打磨留下的划痕。同时，整个扫描区域的平均粗糙度为0.061 μm，相较于未受LNLP保护的Cu表面而言，下降了两个数量级。这也与SEM观察的结果一致，即LNLP能够有效地抑制Cu在0.5 mol/L硫酸中的腐蚀。

为了阐明LNLP与Cu表面的相互作用关系，揭示LNLP分子结构和耐蚀性能的构效关系，进行了量子化学计算。LNLP经过优化的3D分子结构如图8a所示，除丁基链外，整个分子几乎都处于同一个三维平面，这说明LNLP可能会平行的吸附在Cu表面。结合图8b和8c的LUMO和HOMO电子云分布可知，LUMO电子云主要分布在分子右侧的含N杂环中，倾向于得到电子；而HOMO电子云则位于左侧的苯环和含N杂环表面，易于失去电子。这些现象表明LNLP分子可以通过与Cu表面的得失电子而实现整个分子在Cu表面的吸附。已有研究表明，较低的E_LUMO值对应着强得电子能力，较高的E_HOMO值代表着更容易给出电子，而较低的∆E则表示缓蚀剂分子能更容易地吸附在金属表面^[25]。在本工作中，计算获得了LNLP的相关参数，其中LNLP具有较低的E_LUMO值 (-2.18 eV)、较高的E_HOMO (-4.42 eV) 值和更小的∆E值 (2.24 eV)，这表明LNLP分子能够被轻易地极化，并吸附在Cu表面，为Cu提供高效的保护^[26]。

从图9中LNLP的密立根电荷分布则可以看出，N、O杂原子和对应的杂环官能团上均带负电荷，具有富余的孤对电子，这说明这些杂原子和官能团作为活性吸附中心，可以通过提供孤电子对来与Cu进行相互作用，实现在Cu表面的平行吸附^[27]。即从原子层面预测了缓蚀剂分子吸附在金属表面的活性位点，阐明了LNLP分子结构和缓蚀性能间的构效关系。

为了进一步从分子层面分析LNLP分子与Cu表面的相互作用，模拟LNLP分子在Cu表面的吸附状态，进行了MD实验。LNLP分子在有水分子作用下的吸附俯视图和侧视图如图10所示。可以发现，LNLP在Cu (111) 晶面上的吸附是一种平行吸附形态，这意味着LNLP能够最大限度地阻止腐蚀介质与Cu表面之间的接触。同时LNLP分子与Cu表面之间的E_binding值为195.6 kcal/mol，这说明LNLP与Cu表面之间具有极强的相互作用力和极高的吸附能。这从分子层面预测了LNLP对0.5 mol/L硫酸溶液中的Cu具有优异耐蚀性保护的主要原因。

基于上述实验结果和缓蚀机理示意图 (图11)，本工作讨论了Cu的腐蚀机理和小剂量LNLP对Cu展现出高效缓蚀性能的原因。如图11a所示，Cu在含有溶解O的酸性环境中会遭受严重的腐蚀，这种腐蚀主要是分为两步进行，首先是单质Cu失去一个电子被氧化成亚铜离子，随后氧化亚铜离子会再失去一个电子，被转换为二价铜离子，这是Cu吸氧反应中的速控步骤，具体的反应方程式如下所示^[12]：

同时，酸溶液中的溶解O则可以迅速的得到电子，并在H⁺的作用下生成水分子，如下式^[19]：

因此，Cu在此情况下就遭受了严重的腐蚀，进而影响到铜基设备的力学性能和耐蚀性能，并存在引发安全事故和财产损失的风险。

如图11b所示，溶液中的LNLP分子能够在物理和化学吸附的共同作用下吸附在Cu表面，快速地形成缓蚀膜层，这可以显著地阻隔腐蚀介质与Cu表面之间的接触，提升Cu表面的R_c和R_ct，降低Cu的腐蚀电流密度。这在上述的电化学测试和质量损失测试结果中得到了良好的证明。LNLP分子与Cu表面的相互作用机制如下式^[28]：

由上述方程式可知，LNLP分子能与Cu腐蚀反应速控步骤中的亚铜离子形成配位化合物，并沉积在Cu表面形成保护膜，进一步抑制Cu的腐蚀溶解反应，最终呈现出高效的耐蚀性。这与上述的SEM、LSCM和理论结果一致。显然，本工作结合实验和理论计算证明了小剂量LNLP对硫酸溶液中Cu优异的缓蚀作用，并深入且仔细地从分子和原子层面解释了LNLP与Cu表面的相互作用机制和LNLP分子结构与缓蚀性能之间的构效关系。

(1) 基于EIS测试结果可得，LNLP能够通过增大Cu表面的R_c和R_ct，降低Q_c和Q_dl来减缓Cu在0.5 mol/L硫酸溶液中的腐蚀速率，其缓蚀效率均超过了99%。Tafel结果中腐蚀电流密度随着LNLP浓度的增加而减小，也印证了LNLP具有优异的耐蚀性。

(2) 质量损失、SEM/EDS和LSCM实验结果表明，LNLP能够全面且有效地抑制Cu在酸性溶液中的腐蚀，降低Cu的溶解速率。Langmuir吸附则表明LNLP通过物理和化学吸附的协同作用，在Cu表面形成了单分子膜层，隔绝了腐蚀介质与Cu表面的接触。

(3) 根据理论计算结果可知，LNLP分子在Cu表面的吸附是一种平行吸附形态，这最大程度地为Cu提供了保护。LNLP分子在Cu表面的吸附主要是以分子内的N、O杂原子和共轭的环状官能团为活性吸附中心。