國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目申請書

PAGEPAGE7附件1：項(xiàng)目類別項(xiàng)目批準(zhǔn)號國家大學(xué)生創(chuàng)新性實(shí)驗(yàn)計(jì)劃項(xiàng)目申請書項(xiàng)目名稱：新型曼尼希堿季銨鹽緩蝕劑的合成與性能研究：化學(xué)與環(huán)境工程學(xué)院專業(yè)班級：化工10901班聯(lián)系電話：15872***301 E-mail：317***583@指導(dǎo)教師:李克華職稱教授申請日期：2011年10月29日長江大學(xué)教務(wù)處制填表說明一、請嚴(yán)格按照表中要求填寫各項(xiàng)。要求實(shí)事求是，表達(dá)明確、嚴(yán)謹(jǐn)。二、項(xiàng)目只能由全日制本科生提出申請，原則上以一至三年級學(xué)生為主。申請者要品學(xué)兼優(yōu)、學(xué)有余力，有較強(qiáng)的獨(dú)立思考能力和創(chuàng)新意識，對科學(xué)研究、科技活動或社會實(shí)踐有濃厚的興趣，學(xué)年學(xué)分績點(diǎn)應(yīng)在專業(yè)的前50%，或高中階段學(xué)習(xí)成績好并有一定創(chuàng)新經(jīng)歷與成績。三、“項(xiàng)目類別”指A、B、C、D、E，A—科研項(xiàng)目類；B—實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目類；C—學(xué)科競賽類；D—社會調(diào)查類；E—其他類?！绊?xiàng)目批準(zhǔn)號”不填，由學(xué)校統(tǒng)一編號。四、申請書中第一次出現(xiàn)外文名詞時，要寫清全稱和縮寫，再出現(xiàn)同一詞時可以使用縮寫。五、指導(dǎo)教師應(yīng)具有相當(dāng)于副教授及以上職稱，主持或作為項(xiàng)目主要研究人員參加過省級及以上課題，并能保證指導(dǎo)時間。六、申請書用A4紙雙面打印，于左側(cè)裝訂成冊。一式五份（至少一份原件），由指導(dǎo)教師和所在學(xué)院（系、部）審查并簽署意見加蓋學(xué)院（系、部）印章，同時提交電子文檔給院（系、部）相關(guān)部門。七、如表格不夠，可以加附頁。

項(xiàng)目簡況項(xiàng)目名稱新型曼尼希堿季銨鹽緩蝕劑的合成與性能研究項(xiàng)目類別A—科研項(xiàng)目類申請資助經(jīng)費(fèi)20000元項(xiàng)目起止時間2011年9月至2012年6月項(xiàng)目負(fù)責(zé)人姓名申慷尼性別男出生年月1990.09.24專業(yè)年級化工10901學(xué)院（系、部）化學(xué)工程與工藝學(xué)分績點(diǎn)及專業(yè)排名3.1872（專業(yè)排名21名）電話15872***301項(xiàng)目組主要成員姓名性別出生年月專業(yè)年級所在學(xué)院（系、部）項(xiàng)目分工簽字申慷尼男1990.09化工10901化學(xué)環(huán)境與工程學(xué)院負(fù)責(zé)人肖鵬男化工10901化學(xué)環(huán)境與工程學(xué)院成員姜紅娟女化工10901化學(xué)環(huán)境與工程學(xué)院成員指導(dǎo)教師姓名性別出生年月職稱最高學(xué)歷最后學(xué)位研究方向李克華男1964.3教授研究生博士油田化學(xué)電話13507***611E-maillikehua**@***.com一、立項(xiàng)依據(jù)（包括項(xiàng)目的意義，國內(nèi)外研究現(xiàn)狀與存在的問題，自身具備的知識條件,自己的特長、興趣，相關(guān)經(jīng)歷，開展研究的前期準(zhǔn)備工作等）金屬腐蝕在工業(yè)生產(chǎn)中是一種比較常見的現(xiàn)象。每年由于金屬腐蝕所造成的損失數(shù)目驚人。加入緩蝕劑進(jìn)行防腐蝕是一種比較簡單實(shí)用的方法。因此，緩蝕劑的研究具有重要的現(xiàn)實(shí)意義。到目前，人類已經(jīng)找到了許多種防止或減緩金屬腐蝕的方法。并在生產(chǎn)中得到了廣泛的應(yīng)用。在諸多金屬防護(hù)措施中，加入緩蝕劑是一種工藝簡便，成本低廉，適用性強(qiáng)的方法。如果選擇適當(dāng)?shù)木徫g劑，只需要添加少量緩蝕劑就能大大抑制金屬的腐蝕速率，減緩金屬的腐蝕。這種方法應(yīng)用面很廣，與其它金屬防護(hù)方法比較有如下特點(diǎn)：可以不改變金屬構(gòu)件或制品的本性；由于用量少，添加緩蝕劑后的介質(zhì)的性質(zhì)基本不變；使用緩蝕劑一般不需要特殊的設(shè)施。進(jìn)入二十一世紀(jì)，國內(nèi)外對于緩蝕劑的研究開發(fā)和應(yīng)用發(fā)展很快，隨著人類環(huán)境保護(hù)意識的增強(qiáng)，可持續(xù)發(fā)展已成為各國的共識。實(shí)現(xiàn)人與自然的和諧發(fā)展，必須節(jié)約能源護(hù)和安全意識的加強(qiáng)，一些有毒有害的緩蝕劑將被限制和禁止使用，如鉻酸鹽、砷酸鹽、錫酸鹽、汞鹽等。有機(jī)磷酸鹽、聚多磷酸鹽、磷酸鹽是一類較好的緩蝕阻垢水處理劑，但由于含磷化合物易引起水源的富營養(yǎng)化，近些年我國沿海一些海域發(fā)生大面積的赤潮危害和湖泊藻類大量繁殖及水質(zhì)惡化，均因含磷化合物所致。因而保護(hù)環(huán)境，研究和開發(fā)出無公害的無毒的環(huán)境友好緩蝕劑，是緩蝕劑未來的研究發(fā)展方向。我國目前使用的酸化緩蝕劑主要有季銨鹽、咪唑啉和曼尼希堿等幾大類。曼尼希堿由于緩蝕性能和耐溫性能良好，因而具有較好的開發(fā)價值和應(yīng)用前景?，F(xiàn)小組的成員均為大三的學(xué)生，學(xué)習(xí)成績優(yōu)異，通過大學(xué)里的學(xué)習(xí)和實(shí)驗(yàn)，具備了初步的理論知識和實(shí)驗(yàn)操作技巧，同時，小組成員對精細(xì)有機(jī)合成有著濃烈的興趣，利用課余時間大量查閱相關(guān)資料，在曼尼希緩蝕劑方面有了更深的理解，并且得到了李克華老師的悉心指導(dǎo)和幫助，因此對該項(xiàng)實(shí)驗(yàn)的成功充滿了信心，也愿意為了國家大學(xué)生創(chuàng)新型實(shí)驗(yàn)付出與專研。二、項(xiàng)目研究內(nèi)容（包括1.具體研究內(nèi)容和技術(shù)考核指標(biāo)；2.擬解決的關(guān)鍵問題；3.項(xiàng)目可行性分析）1.具體研究內(nèi)容和技術(shù)考核指標(biāo)研究內(nèi)容為：（1）優(yōu)選原料合成出硫脲類曼尼希堿緩蝕劑并提純,對緩蝕劑進(jìn)行元素分析和紅外光譜表征；

（2）對曼尼希堿進(jìn)行季銨化，設(shè)計(jì)一個四因素四水平的正交試驗(yàn)對合成條件進(jìn)行優(yōu)化；

（3）采用失重法和電化學(xué)方法對新型酸化緩蝕劑的緩蝕性能進(jìn)行探究；

（4）評價新型酸化緩蝕劑的緩蝕性能，測試緩蝕劑的抗溫性和抗酸性；

技術(shù)考核指標(biāo)為：

（1）合成的新型酸化緩蝕劑優(yōu)于市場現(xiàn)有商品緩蝕劑的緩蝕性能。

（2）在15%的鹽酸加1%的緩蝕劑，測定N-80鋼片在酸液中的腐蝕速率（60oC×4h）小于1.0g/(㎡·h)。

2.擬解決的關(guān)鍵問題

（1）優(yōu)選原料從分子結(jié)構(gòu)上引入芳基

緩蝕劑的緩蝕效果主要是通過物理和化學(xué)吸附來體現(xiàn)的，而分子的物理和化學(xué)吸附性能受分子結(jié)構(gòu)的影響很大。所以緩蝕劑的分子結(jié)構(gòu)對其緩蝕性能有很大的影響。

（2）新型酸化緩蝕劑的合成條件優(yōu)化

利用正交試驗(yàn)法優(yōu)化合成條件找到一條能用較低成本得到較高緩蝕性能的合成途徑。（3）提高緩蝕效果將合成的新型酸化緩蝕劑跟碘化鉀、烏洛托品和OP-10進(jìn)行復(fù)配，設(shè)計(jì)正交實(shí)驗(yàn)找出最佳復(fù)配比例，爭取做出最好的緩蝕效果3.項(xiàng)目可行性分析曼尼希堿季銨陽離子容易吸附在金屬表面，其分子中含有多個帶有孤對電子的硫原子和氮原子，而且在硫、氮或氮、氮之間隔著二個或三個非配位原子，它的配位原子的孤對電子進(jìn)入鐵原子(離子)雜化的dsp空軌道，形成配位鍵，生成穩(wěn)定的具有環(huán)狀結(jié)構(gòu)的螯合物吸附在金屬表面上，形成較完整的疏水保護(hù)膜，從而阻止了腐蝕產(chǎn)物鐵離子向溶液中擴(kuò)散的腐蝕反應(yīng)的陽極過程，通過覆蓋效應(yīng)又抑制了腐蝕反應(yīng)的陰極過程，使腐蝕反應(yīng)速率變慢，達(dá)到金屬緩蝕的目的。通過在分子結(jié)構(gòu)中引入芳環(huán)和含孤對電子的雜環(huán)，不僅增強(qiáng)了配位原子的吸附能力，還可以在金屬表面形成π鍵吸附，以平面構(gòu)型吸附于金屬表面上，這樣進(jìn)一步提高緩蝕劑在鋼鐵表面的吸附性能，使緩蝕性能大為提高。因此該項(xiàng)目在理論上是可行的三、項(xiàng)目實(shí)施方案（包括1.項(xiàng)目人員組成及分工；2．項(xiàng)目研究進(jìn)度安排：包括查閱資料、選題、自主設(shè)計(jì)項(xiàng)目研究方案、開題報(bào)告、實(shí)驗(yàn)研究、數(shù)據(jù)統(tǒng)計(jì)、處理與分析、研制開發(fā)、填寫結(jié)題表、撰寫研究論文和總結(jié)報(bào)告、參加結(jié)題答辯和成果推廣；3.配套條件要求：包括儀器設(shè)備、場地、材料、資料、實(shí)驗(yàn)課時及指導(dǎo)教師要求等）1．項(xiàng)目人員組成及分工負(fù)責(zé)人：申慷尼。全面負(fù)責(zé)，包括設(shè)計(jì)出實(shí)驗(yàn)的總體方案、室內(nèi)試驗(yàn)及研究報(bào)告撰寫等。成員：肖鵬，姜紅娟。負(fù)責(zé)新型曼尼希堿季銨鹽的合成與性能研究。2．項(xiàng)目研究進(jìn)度安排2011年9月2010年10月：查閱文獻(xiàn)資料；2011年10月2010年11月：設(shè)計(jì)總體方案；2011年11月2011年1月：完成緩蝕劑合成實(shí)驗(yàn)；2012年1月2012年3月：完成性能評價實(shí)驗(yàn)；2012年3月2012年4月：進(jìn)行復(fù)配實(shí)驗(yàn)及復(fù)配產(chǎn)品的評價；2012年4月2012年5月：實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)補(bǔ)充、處理與分析；2012年6月：完成研究報(bào)告、發(fā)表研究論文。3.配套條件要求（1）實(shí)驗(yàn)儀器：有機(jī)合成儀、緩蝕性能評價儀、電化學(xué)工作站等。（2）指導(dǎo)老師：給予及時、必要的指導(dǎo)。四、項(xiàng)目經(jīng)費(fèi)預(yù)算（包括大概支出科目、金額、計(jì)算根據(jù)及理由）序號支出科目預(yù)算金額計(jì)算根據(jù)及理由1調(diào)研1500差旅費(fèi)、調(diào)研費(fèi)2資料、復(fù)印800購買書籍，復(fù)印資料3實(shí)驗(yàn)材料7200購買實(shí)驗(yàn)藥品4加工測試2000極化曲線測試費(fèi)用5上機(jī)機(jī)時費(fèi)800上機(jī)費(fèi)6實(shí)驗(yàn)儀器3700購買玻璃儀器裝置7發(fā)表論文4000版面費(fèi)合計(jì)20000元五、預(yù)期成果（研究論文、專著、調(diào)研報(bào)告、設(shè)計(jì)方案、專利、軟件、產(chǎn)品、成果鑒定等）（1）公開發(fā)表至少2篇普通期刊論文，至少1篇核心期刊論文。（2）提供具有優(yōu)良緩蝕性能的新型酸化緩蝕劑產(chǎn)品。（3）提供驗(yàn)證演示或圖片資料六、本項(xiàng)目的創(chuàng)新之處（1）從原料入手，引入硫脲合成曼尼希堿，可提高緩蝕劑在鋼鐵表面的吸附性能，進(jìn)行季銨化得到鹽可進(jìn)一步提高吸附性。（2）在以硫脲為原料的基礎(chǔ)下，合成雙曼尼希堿，與前者含芳環(huán)的硫脲類曼尼希堿的還是性能進(jìn)行對比，篩選還是性能較好者，目前雙曼尼希堿只有一篇文獻(xiàn)有先關(guān)報(bào)道。（3）優(yōu)化合成工藝條件，在保證產(chǎn)品具有優(yōu)良緩蝕性能的基礎(chǔ)上，進(jìn)一步降低產(chǎn)品成本，甚至擴(kuò)大產(chǎn)品的應(yīng)用范圍。（4）硫脲類曼尼希堿季銨鹽的合成及緩蝕性的研究在國內(nèi)文獻(xiàn)中是很少報(bào)道的，具有創(chuàng)新性。七、項(xiàng)目誠信承諾本項(xiàng)目負(fù)責(zé)人和全體成員鄭重承諾，該項(xiàng)目研究不抄襲他人成果，不弄虛作假；按項(xiàng)目研究進(jìn)度保質(zhì)保量完成各項(xiàng)研究任務(wù)。項(xiàng)目負(fù)責(zé)人簽名：項(xiàng)目組成員簽名：年月日年月日八、指導(dǎo)教師意見（包括項(xiàng)目研究的選題意義及研究方案的科學(xué)性、可行性等）指導(dǎo)教師簽字：年月日九、學(xué)院（系、部）初審意見