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金属材料在酸性介质中使用时会发生严重的腐蚀，因此金属腐蚀的防护工作尤为重要。目前，添加缓蚀剂已经成为使用最为广泛、行之有效的防腐方法之一。其中有机杂环化合物因其独特的分子结构，易于在金属表面发生吸附，能够有效的阻止或减少金属与腐蚀介质的接触，从而抑制金属的腐蚀。所以，研究有机杂环化合物对金属的缓蚀性能具有重要的理论意义和应用价值。本论文选用咪唑氯盐和头孢类含杂环的化合物作为缓蚀剂，通过电化学测试技术如动电位极化曲线（Tafel曲线）和电化学阻抗谱（EIS）对其在酸性溶液中对钢铁的缓蚀性能进行了研究，得到腐蚀电位、腐蚀电流密度、电荷传递电阻、双电层电容等参数，研究了缓蚀剂在钢铁表面的覆盖度以及缓蚀剂浓度、烷基链长等因素对有机膜缓蚀性能的影响，并提出了相应的等效电路对电化学阻抗谱进行拟合，计算得到了缓蚀剂的缓蚀效率。失重法研究了缓蚀剂对钢铁缓蚀速率的抑制效果极其缓蚀效率。并利用傅里叶变换红外光谱（FT-IR）表面分析技术对吸附在电极表面的物质成分进行测定，验证有机物在电极表面的吸附行为。扫描电子显微镜（SEM）观测发生吸附的电极表面和空白电极表面的形貌。可以直接对比观测出缓蚀剂对电极的保护效果。同时，利用吸附等温式计算热力学常数得到缓蚀剂在钢铁表面吸附的热力学数据。通过量子化学计算，初步提出缓蚀剂分子在金属表面的吸附机理，并为实验结果提供理论验证。实验结果对于有机缓蚀剂的研究和实际应用有一定的指导意义。本论文的主要研究内容、结果如下：1.咪唑氯盐对Q235碳钢在0.2mol dm-3H2SO4溶液中缓蚀性能的研究以N-甲基咪唑和氯代烷为原料合成具体物质四种烷基咪唑氯盐缓蚀剂，利用核磁、红外对其结构进行表征。利用电化学方法和失重法研究了咪唑氯盐缓蚀剂在0.2moldm-3H2SO4溶液中对Q235碳钢的缓蚀性能，讨论了缓蚀剂浓度、分子链长等因素对缓蚀性能的影响。结果表明：随着咪唑氯盐浓度的增加，有机物的缓蚀性能随之增强，当浓度为10-3mol dm-3时，四种缓蚀剂对Q235碳钢在硫酸溶液中的缓蚀效率都达到80%以上。分子链长增加导致有机膜厚度增加，并且分子链间的范德华相互作用力也会随着链长的增加而增强，这都会使得有机膜的致密性增强，从而增强有机膜的缓蚀性能。但实验同时发现当烷基链增长到16个碳原子时，有机膜的缓蚀性能不但没有增强反而还略有降低。极化曲线测试结果显示咪唑氯盐同时抑制Q235碳钢电极的阳极反应和阴极反应，属于混合型缓蚀剂，主要以抑制阴极反应为主。通过热力学计算得到吉布斯自由能（G0ads）数值均小于-30.0kj mol-1，说明咪唑氯盐在Q235碳钢表面的吸附是一个自发过程。通过量子化学计算，研究了咪唑氯盐在Q235碳钢表面的吸附方式，对其缓蚀机理进行了初步探讨。2.头孢类化合物对纯铁在0.1mol dm-3H2SO4溶液中缓蚀性能的研究选择含杂原子的头孢类化合物作为缓蚀剂，通过电化学方法和失重法研究了其对纯铁在0.1mol dm-3H2SO4溶液中的缓蚀性能。结果表明：随着头孢类化合物浓度的增加，缓蚀效率增大。头孢曲松钠对纯铁的腐蚀抑制效果在四种头孢类化合物中最为显著。极化曲线测试结果显示头孢类化合物抑制铁电极的阳极反应，属于阳极型缓蚀剂。傅立叶转换红外光谱（FT-IR）表征结果显示，谱图中出现了头孢类化合物的基团特征峰，证明了其确实在铁表面发生吸附。