获奖项目名称：

酸性介质新型缓蚀剂的作用机理及协同效应机制

第一完成单位：

西南林业大学

项目联系人：

李向红

联系人电话：

18987172120

联系人邮箱：

xianghong-li@163.com

项目简介：

  金属材料易发生腐蚀、危害十分严重，每年由于金属腐蚀而造成的经济损失约占国民经济生产总值的2%~4%。缓蚀剂以其使用方便、用量少、投资少、见效快等优点，已成为最有效的防腐蚀方法之一。植物源缓蚀剂、N-杂环缓蚀剂、四氮唑/嘧啶复配缓蚀剂、稀土离子/配体协同缓蚀剂是酸性介质中的新型缓蚀剂，具有环境友好、高效等优势。然而，植物缓蚀有效成分、缓蚀构效关系、缓蚀作用机理及协同效应机制等关键科学问题仍属世界性难题。本项目在国家自然科学基金、云南省杰出青年基金等资助下，历时20年，基于量子化学计算和分子动力学模拟，结合多种先进的检测手段，系统深入开展了新型缓蚀剂对钢、铝在酸溶液中的缓蚀作用机理及协同效应机制研究工作。主要创新发现点如下：
  （1）发现了薇甘菊、紫茎泽兰、空心莲子草等外来恶性杂草提取物的缓蚀作用，揭示了提取方法、提取条件、缓蚀剂浓度、温度、腐蚀时间、酸浓度对缓蚀性能的影响规律；探究出缓蚀有效成分为黄酮类及苯丙素类化合物；阐明其缓蚀作用机理为“联合缓蚀增效机制”。
  （2）阐明了四氮唑衍生物、嘧啶衍生物、嘌呤衍生物、吡嗪衍生物等N-杂环化合物的缓蚀性能影响规律；揭示了各类取代基的缓蚀构效关系，缓蚀性能排序为：-C6H5>-SH>-NH2>-Br>-OH>-Cl；阐释了质子化和异构化对缓蚀剂分子在金属表面的吸附作用影响规律。提出了酸性溶液中N-杂环缓蚀剂在金属表面的吸附作用为“物理-化学”多重吸附。
  （3）发现了四氮唑类化合物和嘧啶类化合物的缓蚀协同复配新体系；利用缓蚀协同效应系数深入揭示了缓蚀协同性能的影响规律，明确出缓蚀剂复配浓度是影响缓蚀协同性能的关键因素；协同体系中四氮唑类化合物和嘧啶类化合物通过分子间力发生相互作用形成构型稳定、有效缓蚀的中间体。
  （4）发现了稀土离子与芳香醛、表面活性剂的缓蚀协同复配体系；提出了缓蚀协同效应机制为稀土离子和有机配体形成了吸附能力很强的络合物，可吸附在金属/溶液界面上形成了有效缓蚀膜层。
  该项研究发表学术论文111篇（SCI收录51篇），其中21篇论文发表在本领域国际顶级期刊《CorrosionScience》上，15篇代表性SCI论文他引995次，单篇论文最高被SCI他引312次；授权国家发明专利4件。研究工作在世界范围内产生了广泛的学术影响，多次被本领域国内外著名缓蚀剂团队采纳并在此基础上进行新型高效缓蚀剂的创新研发。项目第一完成人入选2020-2024全球前2%顶尖科学家（连续五年）、2020-2023中国高被引学者（连续四年）、国家林草局全国林业和草原科技创新领军人才、云南省有突出贡献优秀专业技术人才、云南省享受省政府特殊津贴专家、云南省首批“万人计划”青年拔尖人才、云南省中青年学术和技术带头人。研究团队成员13人次入选中组部“万人计划”青年拔尖人才、云南省“万人计划”产业领军人才、青年拔尖人才、云南省中青年学术和技术带头人等，形成了一支在国内外缓蚀剂领域具有影响力的研究团队，培养研究生15人。项目研究成果经中科合创（北京）科技成果评价中心组织的以中国腐蚀与防护学会副理事长赵景茂教授为组长的专家委员会评价为：该项目成果具有原创性，总体达到国际领先水平。