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传统缓蚀剂分子的设计和评估通常建立在大量的反复实验上,且具有耗时长、成本高和一定的盲目性,所以缓蚀剂的发展迫切需要理论指导。本论文以六种不同烷基链长的2-氨基-5-烷基-1,3,4-噻二唑(n=2,3,5,7,11,13)和四种2-巯基-1,3,4-噻二唑衍生物为研究对象,使用量子化学方法计算分子结构对缓蚀剂反应活性的影响,并结合分子力学和分子动力学模拟了烷基链长度对6种2-氨基-5-烷基-1,3,4-噻二唑分子缓蚀率的影响,并研究了腐蚀介质粒子在缓蚀剂膜中的扩散行为。六种烷基噻二唑分子的HOMO以及LUM O轨道的离域中心一致,基本上分布在噻二唑环以及亲水取代基氨基上,这种分布有利于分子的极性头部优先吸附在金属表面上,也有利于烷基链在金属表面形成一层致密的疏水保护膜。全局活性(能隙、电动势、硬度和软度)基本相同,说明碳链长度的变化对分子活性影响并不大,并且局部活性位点一致,其中5C、4N为亲核位点,3N.6N为亲电位点,1S为亲核亲电位点。四种2-巯基-1,3,4-噻二唑衍生物中,分子的HOMO口LUMO轨道基本都分布在巯基、噻二唑环和各自的5位取代基上。四种缓蚀剂分子的缓蚀效率大小顺序为：MPhAT>MAT>MAcAT>MMeAT,其中亲核位点为3N、5C、8O三个原子,亲电位点位于3N、4N、6N三个原子上,而1S和7S为亲核亲电位点。这样均匀的活性位点可使缓蚀剂与金属表面的结合更紧密,提高缓蚀效率。随着烷基链的增长,六种烷基噻二唑分子在Fe(001)表面形成的疏水保护膜越稳定,并且当烷基链长达到11时,Fe(001)表面基本被覆盖。真空条件下,噻二唑分子包括其烷基链以近似平行的取向吸附在Fe(001)表面上,并且极性头部优先吸附。在液相体系中,由于溶剂水的引入,疏水烷基链背向Fe(001)表面以一定的倾斜角度指向液相中,溶剂化作用使得非极性碳链发生一定的扭转形变,且形变随链长的增加变得明显。随着烷基链的增加,A-F分子的缓蚀效率为A<B<F<C<D<E,与文献中的评价结果基本吻合。在同种噻二唑缓蚀剂膜中,H2O分子的扩散系数要明显强于粒子H3O+、HCO3-、Cl-。对于同一种粒子,当烷基链长较短时,链间的交织还不明显,因此粒子具有较大的扩散能力,当烷基链长增加到11时,分子链的交织增强,自由体积分数减小,从而较好的抑制了粒子的扩散,但这种抑制作用随着烷基链长的增加不再发生明显变化。库伦力在抑制粒子扩散的过程中起主导作用,三种正负离子与膜之间的作用要远大于H20分子；而对同一种粒子来说,烷基链越长,粒子与膜的相互作用越强,当烷基链增加到11时,相互作用能也趋于稳定不再增加。