换热器是工业中广泛应用的一种节能设备，其广泛分布于生产装置的各个系统和生产流程环节中，装置的可靠性、稳定性和安全性对设备的运行至关重要。由于所接触的环境多为潮湿的、酸碱性的、含有腐蚀性介质如氯离子等，且处于一定应力作用下，在生产过程中，换热设备的腐蚀问题一直比较突出。在介质中加入少量缓蚀剂，可显著减少金属材料的腐蚀速度，并可保持金属的物理机械性能不变，减少换热器更换频率和其对生产过程的影响。大量的研究表明：有机型缓蚀剂可以通过其杂环原子，如 O、N、S、P，或者不饱和键吸附在金属表面，达到抑制腐蚀的效果。氨基酸类缓蚀剂作为一种性能优良的绿色缓蚀剂，一直受到各国学者的关注。　　 本课题选用蛋氨酸和色氨酸作为缓蚀剂，通过极化曲线法、交流阻抗法、失重法、扫描电镜和量子化学计算等方法，测定和评价这两种缓蚀剂对换热器材料铝合金和铜合金在电解质溶液：1mol/LHCl溶液、20％CaCl2溶液和3.5％NaCl溶液中的腐蚀抑制情况。　　 蛋氨酸和色氨酸对铝合金在三种溶液中的腐蚀研究由失重法所得的数据可知，未加缓蚀剂时，铝合金在1mol/LHCl溶液中腐蚀速度最快，为168.189mm/a；在20％CaCl2溶液中相对较慢，为0.930mm/a；在3.5％NaCl溶液中腐蚀速度最慢，为0.276mm/a。由失重法和交流阻抗谱可以看出，加入蛋氨酸和色氨酸缓蚀剂以后，铝合金在三种介质中的腐蚀均受到抑制，且随着缓蚀剂浓度的增大，缓蚀效率均增加。在1mol/LHCl溶液中添加1×10-2mol/L蛋氨酸时，缓蚀效率最高，为89.39％；添加8×10-3mol/L色氨酸时，缓蚀效率最高为87.02％。由Tafel曲线可以看出，在1mol/LHCl溶液中，电化学反应的阴极反应受到抑制，蛋氨酸和色氨酸缓蚀剂均为阴极型缓蚀剂，而在20％CaCl2溶液和3.5％NaCl溶液中，加入蛋氨酸和色氨酸缓蚀剂以后，腐蚀电位正移，此时蛋氨酸和色氨酸均为阳极型缓蚀剂。　　 蛋氨酸和色氨酸对铜合金在三种溶液中的腐蚀研究由实验数据可知，蛋氨酸和色氨酸对铜合金在1mol/LHCl溶液和20％CaCl2溶液中的腐蚀均能起到一定的缓蚀作用，但缓蚀效果没有对铝合金的缓蚀效果明显。在1mol/LHCl溶液中添加1×10-2mol/L蛋氨酸时，缓蚀效率最高为81.94％；添加8×10-3mol/L色氨酸时，缓蚀效率最高为80.18％；在20％CaCl2溶液中，两种缓蚀剂的最高缓蚀效率均只有70％左右。这是由于铜易与氨基酸中的氨基发生络合反应，影响了缓蚀剂的缓蚀效果。从失重法、电镜扫描的结果中可以看出，在3.5％NaCl溶液中添加色氨酸缓蚀剂以后，铜合金的腐蚀速度加快，这是由于色氨酸与铜发生强烈的络合反应，加速了铜合金的腐蚀。　　 运用量子化学计算的方法对蛋氨酸和色氨酸分子进行几何全优化，从分子构型中可以看出，蛋氨酸中含有(-NH2)基和(-S-CH3)基，分子结构中同时含有杂原子N原子和S原子，蛋氨酸分子能通过杂原子吸附在金属表面，起到缓蚀效果；色氨酸分子中含有吲哚环，吲哚环上的所有原子在同一个平面上，具有较大的空间位阻，能增强缓蚀效果。Fukui指数表明，蛋氨酸中S原子较易提供电子与铜合金表面发生相互作用，而氨基较易接受来自铜合金的电子；对于色氨酸而言，Fukui指数表明色氨酸分子中的活性吸附中心为吲哚环。