【摘 要】
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金属有机框架化合物（MOFs）,是一类新型具有特殊结构和性能的无机-有机复合聚合物,自上世纪90年代以来即引起科学家的广泛兴趣。本论文以金属材料表面高性能保护膜的研究为目的,设计合成了3种新型芳基咪唑化合物,并分别与Cu2+、Zn2+离子制备得到6种MOFs,考察它们对金属铜表面的保护作用。并将3种咪唑化合物在铜金属表面成膜,研究其耐氧化、耐高温、抗腐蚀等性能,探讨了其成膜机理。主要研究内容及创新
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金属有机框架化合物（MOFs）,是一类新型具有特殊结构和性能的无机-有机复合聚合物,自上世纪90年代以来即引起科学家的广泛兴趣。本论文以金属材料表面高性能保护膜的研究为目的,设计合成了3种新型芳基咪唑化合物,并分别与Cu2+、Zn2+离子制备得到6种MOFs,考察它们对金属铜表面的保护作用。并将3种咪唑化合物在铜金属表面成膜,研究其耐氧化、耐高温、抗腐蚀等性能,探讨了其成膜机理。主要研究内容及创新点如下:（1）设计合成了3种新型咪唑化合物,2-（3-吡啶基）-4-（2,4-二氯苯基）-5-甲基咪唑、2-（2-吡嗪基）-4-（2,4-二氯苯基）-5-甲基咪唑、2-（嘧啶基）-4-（2,4-二氯苯基）-5-甲基咪唑,并通过气相色谱-质谱联用（GC-MS）、核磁（NMR）、红外（FT-IR）、紫外（Uv-Vis）对合成产物结构进行表征。（2）将上述3种新型咪唑化合物与Cu2+、Zn2+离子反应,制备得到6种金属咪唑框架化合物（MOFs）,利用电化学方法研究它们在0.1 M HCl溶液中对铜表面的缓蚀性能。研究结果表明,6种MOFs化合物能够吸附在铜金属表面,形成保护膜,能有效阻断腐蚀介质与铜面接触,从而达到防护效果。进一步研究表明,它们在铜表面的吸附行为遵循Langumir吸附等温方程,计算得到的ΔG~0(（6）均小于零,说明在铜金属表面的吸附行为是自发进行的,且数值在-40kJ·mol-1＜ΔG~0(（6）＜-20 kJ·mol-1之间,说明它们在铜表面的吸附过程是物理吸附和化学吸附同时进行的。（3）研究了3种咪唑化合物分别在铜表面配位成膜后,铜表面的耐氧化、耐高温和抗腐蚀特性。结果表明该薄膜能保护铜表面两个月不发生变色,说明具有较好的耐氧化性;在经过三次回流焊测试,铜表面光泽虽变暗但薄层相对较完整,而且在同样的高温环境下,相较于裸铜,3个铜样品能承受较久的时间,说明具有较强的耐高温性能。利用失重法、极化曲线（Tafel）测试、交流阻抗（EIS）测试和扫描电子显微镜（SEM）研究该薄膜在3.5 wt.%的NaCl溶液对铜的缓蚀性能,所有的结果均表明,该薄膜对铜的腐蚀提供了较好的保护。利用X-射线光电子能谱（XPS）分析了膜层中铜的价态,推测了该薄膜形成的过程及机理。
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