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目前,地沟油的资源化方式主要是通过水解反应将其制备成混合脂肪酸,再二次加工制成增塑剂、浮选剂及表面活性剂等产品,但在该过程中会产生大量的副产物甘油。因此,研究以甘油为原料制备高附加值的工业缓蚀剂在创造经济效益的同时又具有环保现实意义。本文以地沟油碱性水解产物甘油为原料,通过羟醛缩合反应,与苯甲醛或对甲基苯甲醛分别反应制得了2-苯基-4-羟基-1,3-二氧戊环(甘油缩苯甲醛)和2-(对甲苯基)-4-羟基-1,3-二氧戊环(甘油缩对甲基苯甲醛),再以2,2,6,6-四甲基哌啶氮氧化物(TEMPO)为催化剂,次氯酸钠为氧化剂,将甘油缩苯甲醛和甘油缩对甲基苯甲醛氧化制得2-苯基-4-羧基-1,3-二氧戊环和2-(对甲苯基)-4-羧基-1,3-二氧戊环两种中间体,最后将两种中间体依次和二乙烯三胺、1,2-苯二胺及N-甲基-1,2-苯二胺二盐酸盐进行酰胺化-环化脱水缩合反应,合成了六种新型咪唑啉及苯并咪唑衍生物缓蚀剂,即:2-苯基-4-(1′-N-胺乙基-2′-咪唑啉基)-1,3-二氧戊环(DBCI)、2-苯基-4-(2′-苯并咪唑基)-1,3-二氧戊环(OBCI)、2-苯基-4-(1′-N-甲基-2′-苯并咪唑基)-1,3-二氧戊环(MBCI)、2-(对甲苯基)-4-(1′-N-胺乙基-2′-咪唑啉基)-1,3-二氧戊环(DPCI)、2-(对甲苯基)-4-(2′-苯并咪唑基)-1,3-二氧戊环(OPCI)及2-(对甲苯基)-4-(1′-N-甲基-2′-苯并咪唑基)-1,3-二氧戊环(MPCI)。通过正交试验,优化了2-芳基-4-羧基-1,3-二氧戊环中间体和六种新型缓蚀剂的合成条件;并使用红外光谱、紫外光谱、质谱及核磁共振谱图对产物结构进行了表征,证实了两种中间体(苯甲醛甘油缩醛和对甲基苯甲醛甘油缩醛)和六种目标产物均已被成功制备。失重法腐蚀实验结果表明,添加了一定量缓蚀剂于60℃的5%HCl溶液后,六种缓蚀剂对Q235碳钢均表现出优异的缓蚀效果。在最佳投药量(DBCI:60 mg/L;OBCI:100 mg/L;MBCI:100 mg/L;DPCI:60 mg/L;OPCI:80 mg/L;MPCI:120 mg/L)、腐蚀时间6 h和腐蚀温度60℃的实验条件下,六种缓蚀剂对Q235碳钢的缓蚀率分别达到99.16%、98.70%、98.47%、98.57%、97.74%、97.24%。对比试验结果表明,六种缓蚀剂的缓蚀性能可与市售水溶性咪唑啉缓蚀剂相媲美。电化学实验结果表明,随着缓蚀剂浓度的增加,Q235碳钢的腐蚀电流密度均减小,六种缓蚀剂均为以抑制阴极腐蚀反应为主的混合型缓蚀剂。Nyquist图呈单一时间常数的弥散容抗弧,添加六种缓蚀剂后溶液电阻和电荷转移电阻均显著增大。随着缓蚀剂投加量的不断递增,容抗弧的半径也越大,表明缓蚀效果越好。六种缓蚀剂的电化学缓蚀率与静态失重法测试结果基本一致。研究结果表明,缓蚀剂分子在Q235钢表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,Gibbs吸附自由能变化范围在–52.65~–46.76 kJ/mol,表明吸附过程为化学吸附,吸附过程为自发进行的。扫描电子显微镜形貌观测结果表明,六种缓蚀剂分子均能紧密吸附在Q235碳钢试片表面,形成稳定的化学膜,证明了合成的六种缓蚀剂均为吸附膜型缓蚀剂。