国家大学生创新性实验计划项目申请书

PAGEPAGE7附件1：项目类别项目批准号国家大学生创新性实验计划项目申请书项目名称：新型曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与性能研究：化学与环境工程学院专业班级：化工10901班联系电话：15872***301 E-mail：317***583@指导教师:李克华职称教授申请日期：2011年10月29日长江大学教务处制填表说明一、请严格按照表中要求填写各项。要求实事求是，表达明确、严谨。二、项目只能由全日制本科生提出申请，原则上以一至三年级学生为主。申请者要品学兼优、学有余力，有较强的独立思考能力和创新意识，对科学研究、科技活动或社会实践有浓厚的兴趣，学年学分绩点应在专业的前50%，或高中阶段学习成绩好并有一定创新经历与成绩。三、“项目类别”指A、B、C、D、E，A—科研项目类；B—实验项目类；C—学科竞赛类；D—社会调查类；E—其他类。“项目批准号”不填，由学校统一编号。四、申请书中第一次出现外文名词时，要写清全称和缩写，再出现同一词时可以使用缩写。五、指导教师应具有相当于副教授及以上职称，主持或作为项目主要研究人员参加过省级及以上课题，并能保证指导时间。六、申请书用A4纸双面打印，于左侧装订成册。一式五份（至少一份原件），由指导教师和所在学院（系、部）审查并签署意见加盖学院（系、部）印章，同时提交电子文档给院（系、部）相关部门。七、如表格不够，可以加附页。

项目简况项目名称新型曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与性能研究项目类别A—科研项目类申请资助经费20000元项目起止时间2011年9月至2012年6月项目负责人姓名申慷尼性别男出生年月1990.09.24专业年级化工10901学院（系、部）化学工程与工艺学分绩点及专业排名3.1872（专业排名21名）电话15872***301项目组主要成员姓名性别出生年月专业年级所在学院（系、部）项目分工签字申慷尼男1990.09化工10901化学环境与工程学院负责人肖鹏男化工10901化学环境与工程学院成员姜红娟女化工10901化学环境与工程学院成员指导教师姓名性别出生年月职称最高学历最后学位研究方向李克华男1964.3教授研究生博士油田化学电话13507***611E-maillikehua**@***.com一、立项依据（包括项目的意义，国内外研究现状与存在的问题，自身具备的知识条件,自己的特长、兴趣，相关经历，开展研究的前期准备工作等）金属腐蚀在工业生产中是一种比较常见的现象。每年由于金属腐蚀所造成的损失数目惊人。加入缓蚀剂进行防腐蚀是一种比较简单实用的方法。因此，缓蚀剂的研究具有重要的现实意义。到目前，人类已经找到了许多种防止或减缓金属腐蚀的方法。并在生产中得到了广泛的应用。在诸多金属防护措施中，加入缓蚀剂是一种工艺简便，成本低廉，适用性强的方法。如果选择适当的缓蚀剂，只需要添加少量缓蚀剂就能大大抑制金属的腐蚀速率，减缓金属的腐蚀。这种方法应用面很广，与其它金属防护方法比较有如下特点：可以不改变金属构件或制品的本性；由于用量少，添加缓蚀剂后的介质的性质基本不变；使用缓蚀剂一般不需要特殊的设施。进入二十一世纪，国内外对于缓蚀剂的研究开发和应用发展很快，随着人类环境保护意识的增强，可持续发展已成为各国的共识。实现人与自然的和谐发展，必须节约能源护和安全意识的加强，一些有毒有害的缓蚀剂将被限制和禁止使用，如铬酸盐、砷酸盐、锡酸盐、汞盐等。有机磷酸盐、聚多磷酸盐、磷酸盐是一类较好的缓蚀阻垢水处理剂，但由于含磷化合物易引起水源的富营养化，近些年我国沿海一些海域发生大面积的赤潮危害和湖泊藻类大量繁殖及水质恶化，均因含磷化合物所致。因而保护环境，研究和开发出无公害的无毒的环境友好缓蚀剂，是缓蚀剂未来的研究发展方向。我国目前使用的酸化缓蚀剂主要有季铵盐、咪唑啉和曼尼希碱等几大类。曼尼希碱由于缓蚀性能和耐温性能良好，因而具有较好的开发价值和应用前景。现小组的成员均为大三的学生，学习成绩优异，通过大学里的学习和实验，具备了初步的理论知识和实验操作技巧，同时，小组成员对精细有机合成有着浓烈的兴趣，利用课余时间大量查阅相关资料，在曼尼希缓蚀剂方面有了更深的理解，并且得到了李克华老师的悉心指导和帮助，因此对该项实验的成功充满了信心，也愿意为了国家大学生创新型实验付出与专研。二、项目研究内容（包括1.具体研究内容和技术考核指标；2.拟解决的关键问题；3.项目可行性分析）1.具体研究内容和技术考核指标研究内容为：（1）优选原料合成出硫脲类曼尼希碱缓蚀剂并提纯,对缓蚀剂进行元素分析和红外光谱表征；

（2）对曼尼希碱进行季铵化，设计一个四因素四水平的正交试验对合成条件进行优化；

（3）采用失重法和电化学方法对新型酸化缓蚀剂的缓蚀性能进行探究；

（4）评价新型酸化缓蚀剂的缓蚀性能，测试缓蚀剂的抗温性和抗酸性；

技术考核指标为：

（1）合成的新型酸化缓蚀剂优于市场现有商品缓蚀剂的缓蚀性能。

（2）在15%的盐酸加1%的缓蚀剂，测定N-80钢片在酸液中的腐蚀速率（60oC×4h）小于1.0g/(㎡·h)。

2.拟解决的关键问题

（1）优选原料从分子结构上引入芳基

缓蚀剂的缓蚀效果主要是通过物理和化学吸附来体现的，而分子的物理和化学吸附性能受分子结构的影响很大。所以缓蚀剂的分子结构对其缓蚀性能有很大的影响。

（2）新型酸化缓蚀剂的合成条件优化

利用正交试验法优化合成条件找到一条能用较低成本得到较高缓蚀性能的合成途径。（3）提高缓蚀效果将合成的新型酸化缓蚀剂跟碘化钾、乌洛托品和OP-10进行复配，设计正交实验找出最佳复配比例，争取做出最好的缓蚀效果3.项目可行性分析曼尼希碱季铵阳离子容易吸附在金属表面，其分子中含有多个带有孤对电子的硫原子和氮原子，而且在硫、氮或氮、氮之间隔着二个或三个非配位原子，它的配位原子的孤对电子进入铁原子(离子)杂化的dsp空轨道，形成配位键，生成稳定的具有环状结构的螯合物吸附在金属表面上，形成较完整的疏水保护膜，从而阻止了腐蚀产物铁离子向溶液中扩散的腐蚀反应的阳极过程，通过覆盖效应又抑制了腐蚀反应的阴极过程，使腐蚀反应速率变慢，达到金属缓蚀的目的。通过在分子结构中引入芳环和含孤对电子的杂环，不仅增强了配位原子的吸附能力，还可以在金属表面形成π键吸附，以平面构型吸附于金属表面上，这样进一步提高缓蚀剂在钢铁表面的吸附性能，使缓蚀性能大为提高。因此该项目在理论上是可行的三、项目实施方案（包括1.项目人员组成及分工；2．项目研究进度安排：包括查阅资料、选题、自主设计项目研究方案、开题报告、实验研究、数据统计、处理与分析、研制开发、填写结题表、撰写研究论文和总结报告、参加结题答辩和成果推广；3.配套条件要求：包括仪器设备、场地、材料、资料、实验课时及指导教师要求等）1．项目人员组成及分工负责人：申慷尼。全面负责，包括设计出实验的总体方案、室内试验及研究报告撰写等。成员：肖鹏，姜红娟。负责新型曼尼希碱季铵盐的合成与性能研究。2．项目研究进度安排2011年9月2010年10月：查阅文献资料；2011年10月2010年11月：设计总体方案；2011年11月2011年1月：完成缓蚀剂合成实验；2012年1月2012年3月：完成性能评价实验；2012年3月2012年4月：进行复配实验及复配产品的评价；2012年4月2012年5月：实验数据补充、处理与分析；2012年6月：完成研究报告、发表研究论文。3.配套条件要求（1）实验仪器：有机合成仪、缓蚀性能评价仪、电化学工作站等。（2）指导老师：给予及时、必要的指导。四、项目经费预算（包括大概支出科目、金额、计算根据及理由）序号支出科目预算金额计算根据及理由1调研1500差旅费、调研费2资料、复印800购买书籍，复印资料3实验材料7200购买实验药品4加工测试2000极化曲线测试费用5上机机时费800上机费6实验仪器3700购买玻璃仪器装置7发表论文4000版面费合计20000元五、预期成果（研究论文、专著、调研报告、设计方案、专利、软件、产品、成果鉴定等）（1）公开发表至少2篇普通期刊论文，至少1篇核心期刊论文。（2）提供具有优良缓蚀性能的新型酸化缓蚀剂产品。（3）提供验证演示或图片资料六、本项目的创新之处（1）从原料入手，引入硫脲合成曼尼希碱，可提高缓蚀剂在钢铁表面的吸附性能，进行季铵化得到盐可进一步提高吸附性。（2）在以硫脲为原料的基础下，合成双曼尼希碱，与前者含芳环的硫脲类曼尼希碱的还是性能进行对比，筛选还是性能较好者，目前双曼尼希碱只有一篇文献有先关报道。（3）优化合成工艺条件，在保证产品具有优良缓蚀性能的基础上，进一步降低产品成本，甚至扩大产品的应用范围。（4）硫脲类曼尼希碱季铵盐的合成及缓蚀性的研究在国内文献中是很少报道的，具有创新性。七、项目诚信承诺本项目负责人和全体成员郑重承诺，该项目研究不抄袭他人成果，不弄虚作假；按项目研究进度保质保量完成各项研究任务。项目负责人签名：项目组成员签名：年月日年月日八、指导教师意见（包括项目研究的选题意义及研究方案的科学性、可行性等）指导教师签字：年月日九、学院（系、部）初审意见