碳钢由于其良好的机械强度,高导热性,低廉的成本而广泛应用于热交换设备中。在使用过程中,碳钢表面会结垢并发生不同程度的腐蚀。盐酸和硫酸是设备除垢处理中最常用的两种化学清洗液。但是在化学清洗过程中,酸洗液会造成碳钢的腐蚀。向酸洗液中加入缓蚀剂是防止金属腐蚀的最为简便、高效的方法之一。噻二唑类缓蚀剂具有优良的缓蚀性能并且低毒环保,因此对其缓蚀性能和机理的研究是一项非常有意义的工作。本文选用三种噻二唑衍生物作为缓蚀剂,通过动电位极化曲线、电化学交流阻抗谱、恒电位计时电流曲线、扫描电子显微镜、量子化学计算及零电荷电势等方法分别研究了其对1.0 mol/L盐酸溶液和0.5 mol/L硫酸溶液中碳钢的缓蚀性能及机理。主要研究成果如下:电化学实验结果表明,噻二唑衍生物对两种酸洗液中的碳钢均有很好的缓蚀效果,并且对阴极反应和阳极反应都进行抑制,为混合型缓蚀剂。缓蚀剂在盐酸溶液中缓蚀效率要高于同等缓蚀剂浓度下的硫酸溶液中的缓蚀效率。三种缓蚀剂没有改变碳钢的腐蚀机理,只通过在金属表面成膜抑制其腐蚀过程。缓蚀剂在阴极电位和阳极电位下都保持了很好的稳定性,显著降低了腐蚀电流密度。通过量子化学计算确定缓蚀剂分子的活性吸附中心,并从理论上对三种缓蚀剂的缓蚀性能进行对比,与电化学实验结果相一致。通过零电荷电势方法研究了三种噻二唑衍生物对碳钢的缓蚀机理,实验表明碳钢在添加和未添加缓蚀剂的酸性溶液中均带有正电荷。提出噻二唑衍生物可能的缓蚀机理,并解释了缓蚀剂在盐酸溶液中要比硫酸溶液中效率高的现象。