缓蚀剂在社会生产的各行业中具有十分广泛的应用,尤其是在石油勘探、开采和油井酸化等方面。其中,因为有机缓蚀剂具有良好的缓蚀性能和较高的经济效益,现已成为最常用的缓蚀剂。有机杂环化合物的分子结构中含有电负性较高的杂原子,如N、O、S、P等可以提供孤对电子,在金属表面形成配位键,使化合物分子能较好地吸附于金属表面,达到良好的缓蚀效果。N、S原子为有机杂环缓蚀剂中常用的杂原子,此类杂环化合物因其毒性低、吸附效果及成膜性较好、覆盖面积大被广泛地应用于金属的防腐。本论文的主要工作有以下两方面内容:1.吡啶并二噻唑类化合物的合成、缓蚀性能及理论研究。本论文利用三种吡啶甲醛分别与二硫代草酰胺在150℃下于N、N-二甲基甲酰胺中反应合成三种吡啶并二噻唑类化合物,利用核磁共振、红外光谱等测试确定了分子结构。随后对三种缓蚀剂进行失重实验和电化学测试,结果表明吡啶并二噻唑类化合物为缓蚀性能良好的混合型缓蚀剂,抑制效率随着缓蚀剂浓度的增加而增加。其中,2-Py TT的缓蚀效果最佳,最高缓蚀效率可达97.96%;吸附等温线模型表明,缓蚀剂分子在碳钢表面的吸附过程是自发进行的,吸附包括化学和物理吸附两部分;量子化学计算结果表明,吡啶并二噻唑类化合物分子在碳钢金属表面有多个活性吸附位点,这些活性位点遍布吡啶环和噻唑环;还说明了该类缓蚀剂分子在碳钢表面具有较大吸附强度和较良好的吸附稳定性。2.咪唑并二噻唑类化合物的合成、缓蚀性能及理论研究。本论文利用两种咪唑甲醛分别与二硫代草酰胺在150℃下于N、N-二甲基甲酰胺中反应合成两种咪唑并二噻唑类化合物,利用一系列光谱测试确定了分子结构。对两种缓蚀剂进行失重实验和电化学测试,结果表明咪唑并二噻唑类化合物为缓蚀性能良好的混合型缓蚀剂,抑制效率随着缓蚀剂浓度的增加而增加。两种咪唑并二噻唑类缓蚀剂2-Im TT和4-Im TT的缓蚀性能较为相似,两者的缓蚀效率均可达到96.00%以上。热力学结果表明,咪唑并二噻唑类缓蚀剂在碳钢表面上的吸附规律遵循Langmuir吸附等温线,吸附过程自发进行,吸附过程主要为物理吸附。量子化学计算结果表明咪唑并二噻唑类缓蚀剂分子在碳钢金属表面上有多个活性吸附位点,这些活性位点遍布咪唑环和噻唑环;同时表明该类抑制剂分子在碳钢表面具有良好的吸附强度和稳定性。综合本论文五种并二噻唑类化合物在电化学、热力学、量子化学等方面的研究,表明该类有机杂环化合物可作为碳钢金属在盐酸溶液中的腐蚀抑制剂,可用于实际应用中的油井酸化等操作,具有良好的缓蚀效果。