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添加缓蚀剂是抑制金属腐蚀最常用的方法,特别是在酸洗溶液中。随着全球对绿色缓蚀剂不断增长的要求,药物缓蚀剂作为一种污染小、可降解的新型缓蚀剂正日益受到人们的重视和关注。因此,近些年国内外的科学家已经开展了药物缓蚀剂的性能测定,经过一些实验研究后,它们具有优良的缓蚀性能,但在我国对药物缓蚀剂的研究相对较少,尚处于起步阶段。本文筛选了四种青霉素类缓蚀剂,它们分别为青霉素G[(2S,5R,6R)-3,3-二甲基-6-(2-苯乙酰氨基)-7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚烷-2-甲酸]、苯唑青霉素[(2S,5R,6R)-3,3-二甲基-6-(5-甲基-3-苯基-4-异恶唑甲酰氨基)-7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚烷-2-甲酸]、青霉素V[3,3-二甲基-7-氧代-6-[(2-苯氧基乙酰基)氨基]-(2S,5R,6R)4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚烷-2-羧酸]、羟氨苄青霉素[(2S,5R,6R)-3,3-二甲基-6-[(R)-(-)-2-氨基-2-(4-羟基苯基)乙酰氨基]-7-氧代-4-硫杂-1-氮杂双环[3.2.0]庚烷-2-甲酸],并通过失重法、扫描电镜法(SEM)、极化曲线法、量子化学计算、分子动力学模拟(MD)等多种方法对这四种青霉素类缓蚀剂在1mol/L的HC1溶液中对碳钢的缓蚀性能进行了研究,并分析了它们的缓蚀机理,提出了可能的吸附模型。采用失重法、极化曲线法和扫描电镜法对所研究的四种缓蚀剂进行了缓蚀性能的实验研究,失重实验结果显示,四种缓蚀剂在HC1溶液中对碳钢均具有良好的缓蚀作用,缓蚀效率皆随着缓蚀剂浓度的增加而增大。当浓度为10"3mol/L时,苯唑青霉素的缓蚀效率达到了93.4%。极化曲线法测试显示该四种缓蚀剂均是混合型缓蚀剂,且缓蚀剂分子在碳钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温规律,是一种单分子层吸附。通过SEM可以看出,在苯唑青霉素缓蚀剂分子的保护作用下,金属表面比较完整,腐蚀程度较轻。并通过量子化学计算和分子动力学模拟进行了理论论证。通过量子化学计算和分子动力学模拟相结合的方法理论计算结果表明,四种缓蚀剂分子都具有多的反应活性位点,反应活性位点主要集中在苯环和氮杂双环上,其中苯唑青霉素缓蚀剂分子中含有最多的反应活性位点,且其局部反应活性优于其他三种缓蚀剂分子。分子动力学模拟进一步确认苯唑青霉素缓蚀剂分子在金属表面的吸附是最稳定的。综合这几种测定方法结果,四种青霉素类缓蚀剂分子的缓蚀效率顺序为苯唑青霉素>羟氨苄青霉素>青霉素V>青霉素G,缓蚀性能的实验结论与理论分析结果相吻合。