气相缓蚀剂是防止大气腐蚀的主要材料,但由于现有的应用于实际的气相缓蚀剂毒性较大,对人体和环境的危害较大.因此,研究开发高效低毒的新型气相缓蚀剂具有重要的意义.我们根据Mannish反应设计合成了四种缓蚀剂:双哌啶甲基脲、单哌啶甲基脲、双环己胺甲基脲、单环己胺甲基脲,并用红外光谱和核磁共振谱表征了其结构.通过传统的方法对缓蚀剂的缓蚀性能进行了评价.挥发减量实验表明,单哌啶甲基脲是一种蒸汽压中等强度的气相缓蚀剂,而双哌啶甲基脲、双环己胺甲基脲、单环己胺基脲是蒸汽压较小的气相缓蚀;气相缓蚀能力的结果也说明了挥发减量的结果;气相甄别实验和半封闭甄别实验的结果表明了缓蚀剂的平均缓蚀效率的顺序:双哌啶甲基脲>双环己胺甲基脲>单哌啶甲基脲>单环己胺甲基脲.采用了极化曲线研究了四种缓蚀剂的缓蚀性能.由弱极化区的极化曲线的结果计算出瞬时缓蚀率的顺序为:双哌啶甲基脲>双环己胺甲基脲>单哌啶甲基脲>单环己胺甲基脲.强极化区极化曲线表明双哌啶甲基脲、单哌啶甲基脲、双环己胺甲基脲为阳极抑制为主的混合抑制型气相缓蚀剂;单环己胺甲基脲是混合抑制型气相缓蚀剂.模拟大气腐蚀水中的电化学阻抗谱表明,缓蚀剂的加入阻抗谱仍为一个时间常数,且使电荷转移电阻Rt增加很多,这表明缓蚀剂对金属的腐蚀具有较好的抑制作用;阻抗谱随浸泡时间的变化表明,缓蚀剂在金属表面存在吸附和脱附两个过程;阻抗谱随温度的变化表明,双哌啶甲基脲相对于双环己胺甲基脲更适于低温使用.模拟大气腐蚀薄层电解质的阻抗谱表明金属表面缓蚀剂吸附以后,Rt增大,Q减小;成膜稳定性的研究表明在侵蚀性介质的作用下,气相缓蚀剂在金属表面的吸附膜是不稳定的,说明气相缓蚀剂应在密闭空间和半密闭空间中使用,并且提供合适的补膜浓度.原子力显微镜(AFM)研究表明:含有缓蚀剂的水溶液浸泡的碳钢试片浸泡一定时间后,粗糙度仅为空白试片的2.69﹪~2.89﹪.原位气相缓蚀剂挥发的AFM实验证实了气相缓蚀剂在碳钢表面的吸附.X-射线光电子能谱(XPS)结果表明其缓蚀机理为Fe分别和N、O发生了化学配合,其中双哌啶甲基脲和双环己胺甲基脲配合以后形成了两个六元环;单哌啶甲基脲形成了一个六元环;而单环己胺甲基脲吸附的分子大约有30﹪的形成了一个六元环,另外70﹪的N原子与Fe发生了物理吸附.