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锌锰电池常用缓蚀剂汞为剧毒物质,本论文从绿色环保的角度出发,通过开发高效环保的代汞缓蚀剂来解决汞污染问题。本文概述了锌锰电池代汞缓蚀剂的研究现状,分析了有机代汞缓蚀剂的结构特点。双子表面活性剂具有较强的吸附性能,较低的临界胶束浓度和较高的复配性能,在缓蚀方面具有广泛的应用。主要的研究内容和结论如下:1.在较佳的合成条件下合成了五种双子咪唑表面活性剂,即:[C14-4-C14im]Br2,[C12-4-C12im]Br2,[C10-4-C10im]Br2,[C14-2-C14im]Br2,[C14-6-C14im]Br2。采用红外、核磁表征双子咪唑表面活性剂的结构。2.采用失重法和电化学方法考察了双子咪唑表面活性剂在锌锰电池中对锌电极的缓蚀作用。由失重结果得出,缓蚀效率随着缓蚀剂浓度的增加而增大,但当缓蚀剂浓度达到临界胶束浓度后缓蚀效率无明显变化。在25-55℃温度范围内,缓蚀效率会随温度的升高而减小。由电化学结果可知,双子咪唑表面活性剂会使腐蚀电流密度减小,对阴极和阳极反应都有抑制作用,为混合型缓蚀剂。3.本文还研究了缓蚀剂分子结构对缓蚀效率的影响。烷基疏水链越长缓蚀效率越高,即缓蚀效率[C14-4-C14im]Br2>[C12-4-C12im]Br2>[C10-4-C10im]Br2;联接基团碳链越短,缓蚀剂更易在锌电极表面吸附,疏水基团的疏水作用也会因联接基团的作用而变强,即缓蚀效率[C14-2-C14im]Br2>[C14-4-C14im]Br2>[C14-6-C14im]Br2。4.通过对吸附热力学和动力学的计算探讨了其吸附机理。双子咪唑表面活性剂通过物理吸附和化学吸附共同作用吸附在锌电极表面,减少了锌发生腐蚀反应的活性位点,从而抑制锌的腐蚀。根据吉布斯自由能的计算值得出吸附是自发进行的,吸附过程遵循Langmuir吸附等温模型。5.通过将双子咪唑表面活性剂与传统表面活性剂复配发现:复合缓蚀剂比单一缓蚀剂的缓蚀效果好,缓蚀效率高达98.66%。将复配缓蚀剂应用于锌锰干电池中,无汞浆层纸性能符合QB/T2303-2008要求,锌锰干电池符合GB8897-2013-T技术要求。