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铝合金具有密度低、强度高、高度可回收的特点,广泛应用于航空航天、交通运输、电子产品等领域,是大飞机、汽车、高铁列车、军事装备、海水养殖等结构轻量化、降低能耗的重要保障。但由于铝合金中的金属间化合物可作为阳极或阴极,导致其在自然及使用环境中易遭受局部腐蚀,进而影响设备平稳运行甚至导致灾难性的后果。因此,开展对铝合金腐蚀与防护的研究既具有重大的社会经济意义,也有着重要的基础性研究意义。向铝合金所接触的溶液环境中加入缓蚀剂是一种简易而非常有效的防腐策略。随着人们环保意识的不断增强和国家可持续发展战略的布局,对缓蚀剂的要求也越来越高,不仅要求高效稳定,而且还要求在开发的过程中减少对环境的污染,以符合绿色环保的理念。对此,以天然氨基酸为原料,构筑高耐蚀、多功能的绿色环保缓蚀剂,既可实现对铝合金高效的防护,同时也符合社会可持续发展的需求。无机/有机膜层是目前广泛应用,且非常有效的铝合金防护手段之一。将多功能氨基酸改性缓蚀剂作为阴离子插层剂或者功能组分加入无机/有机膜层内,构筑铝合金表面多功能化的高耐蚀膜层,对拓展铝合金材料的应用领域具有重要意义。因此,本论文主要研究内容和结果如下:（1）以L-天冬氨酸为原料,制备了单胍改性氨基酸:2-胍基琥珀酸（GSA）。通过坂口反应（Sakaguchi reaction）、核磁碳谱与氢谱（NMR）、液质联用离子阱质谱（LC-MS）、傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对其结构与纯度进行了表征;通过失重法分析、动电位极化曲线分析（Tafel）、电化学交流阻抗谱分析（EIS）,系统研究了2-胍基琥珀酸对铝合金在模拟海水腐蚀介质中的缓蚀效率和缓蚀机理;同时,通过紫外可见分光光度计（UV-vis）OD600值测试与菌落平板计数法（CFU）细菌菌落统计测试了2-胍基琥珀酸的杀菌效率。研究结果表明,2-胍基琥珀酸作为一种阳极缓蚀剂,通过抑制海水腐蚀介质中铝合金的阳极溶解,实现对铝合金的腐蚀保护,缓蚀效率高达93.1%,同时由于胍基官能团的引入,2-胍基琥珀酸还可作为一种高效的杀菌剂（MIC90=60mg/L）,其作为多功能抗菌缓蚀剂具有广阔的应用前景。（2）基于水滑石作为纳米容器易被阴离子改性修饰且具有优异的防腐蚀性能的特点,以2-胍基琥珀酸（GSA）为阴离子插层剂,制备了一种高耐蚀、自修复、自抗菌的铝合金表面多功能锂铝水滑石转化膜（GLDHs）。通过X-射线粉末衍射谱（XRD）与傅立叶变换红外光谱（FT-IR）分析了水滑石转化膜的组成结构;通过扫描电子显微镜（SEM）测试了转化膜的表面形貌、膜厚与附着力;通过电化学动电位极化曲线分析（Tafel）与中性盐雾试验（NSS）评价了转化膜的防腐蚀能力;通过扫描电子显微镜（SEM）及其自带能谱（EDS）、X-射线光电子能谱（XPS）、电感耦合等离子体质谱（ICP-MS）与元素分析仪元素分析、电化学动电位极化曲线（Tafel）与电化学阻抗谱（EIS）分析、微区腐蚀电化学（SVET）扫描振动电极分析,从多角度多方面综合研究了GLDHs转化膜的自修复能力,并讨论了其自修复过程可能的机制;通过紫外可见分光光度计（UV-vis）OD600值测试与菌落平板计数法（CFU）细菌菌落统计分析探究了GLDHs转化膜的自抗菌能力,并讨论了其自抗菌性能可能的机制。研究结果表明,多功能水滑石转化膜（GLDHs）拥有可耐300小时盐雾不变色不失去光泽的优秀耐蚀能力,28天内完成自修复过程的迅速自修复能力和自修复进程完成后仍能保持的超过95%的自抗菌效率,综合论证了这种多功能铝合金表面处理工艺广阔的应用领域和发展前景。（3）以谷氨酸、L-天冬酰胺、谷氨酰胺与丝氨酸为原料,制备了系列单胍改性氨基酸缓蚀剂。通过坂口反应（Sakaguchi reaction）、核磁碳谱与氢谱（NMR）、液质联用离子阱质谱（LC-MS）与傅里叶变换红外光谱（FT-IR）对产物结构与纯度进行了表征;通过电化学阻抗谱（EIS）研究了五种氨基酸原料及五种氨基酸改性缓蚀剂对铝合金的缓蚀行为;通过紫外-可见分光光度计（UV-Vis）OD600值测试与与菌落平板计数法（CFU）测试了各氨基酸改性缓蚀剂的杀菌效率;通过密度泛函理论的计算,得到五种氨基酸原料及五种氨基酸改性缓蚀剂的分子轨道中优化的几何结构和电子分布,通过全局反应活性分析及局部反应活性分析,证实了实验观察到的结果与理论计算具有高度的一致性,并结合电化学实验结果构建了五种氨基酸原料及五种氨基酸改性缓蚀剂在铝合金材料表面的吸附作用示意图。（4）以4-氨基-2-（（肼基甲基亚胺）氨基）-4-氧代丁酸（缩写为AOA）为阴离子插层剂,以1H,1H,2H,2H-全氟辛基三乙氧基硅烷（缩写为PFOTES）为表面改性剂,制备了一种双重改性高耐蚀、耐沾污、自抗菌的铝合金表面多功能锂铝水滑石转化膜（AFLDHs）。通过傅立叶变换红外光谱（FT-IR）、X-射线粉末衍射谱（XRD）、X-射线光电子能谱（XPS）、能谱（EDS）与Mapping分析了水滑石转化膜的组成结构;通过扫描电子显微镜（SEM）表征了转化膜的表面形貌;通过盐水浸泡试验、中性盐雾试验（NSS）、电化学交流阻抗谱（EIS）与微区腐蚀电化学（SKP）开尔文探针分析评价了转化膜的耐腐蚀能力;通过原子力显微镜（AFM）与水接触角（CA）测试研究了转化膜的超疏水与耐沾污能力;通过系列抗菌实验研究了转化膜的自抗菌能力,并讨论了其耐沾污与自抗菌性能可能的机制。实验结果表明,双重改性水滑石转化膜（AFLDHs）具有高耐蚀能力、高耐沾污能力与优秀的自抗菌性能,本项工作将超疏水表面改性与抗菌抗粘附功能结合起来,为扩大铝和铝合金的防腐及多功能化应用提供了一种新的途径。