复合缓蚀阻垢剂对模拟循环冷却水中Q235碳钢的缓蚀与阻垢性能

为寻找性能更优的缓蚀阻垢剂,采用静态失重、静态阻垢、电化学测试、X射线粉末衍射(XRD)、扫描电镜(SEM)等方法,研究了聚环氧琥珀酸(PESA)、羟基乙叉二膦酸(HEDP)及其复合物对模拟循环冷却水中Q235碳钢的缓蚀与阻垢性能。结果表明:复合缓蚀阻垢剂对Q235碳钢的缓蚀率和阻垢率均达到90%以上,其缓蚀、阻垢性能明显优于单组分PESA和HEDP;复合缓蚀阻垢剂是以抑制阴极反应为主的缓蚀剂,能很好地发挥各组分间的协同作用,在碳钢表面形成保护膜,抑制其在循环冷却水中发生腐蚀;复合缓蚀阻垢剂有助于Ca CO3垢样的分散和球霰石晶型的形成,起到较好的阻垢分散作用。     

1 mol/L盐酸溶液中酮康唑对Q235碳钢的缓蚀行为

抗真菌药物酮康唑(KCZ)可作为碳钢的缓蚀剂,目前有关其吸附机制尚不明确。采用失重法、电化学阻抗谱、电化学噪声(EN)和扫描电镜,系统研究酮康唑对Q235碳钢在1 mol/L盐酸溶液中的缓蚀行为。结果表明:酮康唑对Q235碳钢的缓蚀效率η随其浓度的增加而提高,其在Q235碳钢表面的吸附作用主要为化学吸附成膜,吸附过程遵循Langmuir吸附等温式;同时,酮康唑对Q235碳钢的缓蚀效率与Q235碳钢的活性反应能量具有相反的变化方向,因此可以采用EN技术实现对缓蚀剂保护效果的原位无损监测。     

氨法脱硫液中Q235钢腐蚀复合缓蚀剂的开发

氨法脱硫液中碳钢腐蚀严重,已有防腐蚀措施效果不佳,相关缓蚀剂无公开报道。采用电化学方法、静动态挂片法研究缓蚀剂对Q235钢腐蚀的保护效果:先在30%硫酸铵溶液静态及曝氧条件下,研究了十八胺、硫脲及混合物对Q235钢的缓蚀作用,在此基础上,优选出最佳配比的二元复合缓蚀剂;将二元复合缓蚀剂与组分B(十八烷基硫醇、葡萄糖酸钠、苯并三氮唑的复配)复配成多元复合缓蚀剂,比较研究了二元及多元复合缓蚀剂在全模拟脱硫液中曝氧下对Q235钢的缓蚀作用;最后在现场脱硫液曝氧下验证缓蚀剂的效果。结果表明:硫脲和十八胺之间有较好的协同作用,十八胺与硫脲在Q235钢表面形成以化学吸附为主的单分子层吸附,符合Langmuir模型,二者复配能有效抑制Q235钢在硫酸铵溶液中的腐蚀,静态缓蚀率可达93.0%,在高速曝氧条件下,缓蚀效率快速下降至66.7%;引入组分B后,多元复合缓蚀剂能有效抑制Q235钢在全模拟及现场氨法脱硫曝氧下的腐蚀,在全模拟液中的缓蚀效率可达到97.87%,现场脱硫液中可达86%。     

氮掺杂碳点对Q235钢的缓蚀性能及机理研究

以聚乙烯吡咯烷酮为原料,采用水热法合成了一种环保、高效的氮掺杂碳点(N-CDs)。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其结构进行了表征,采用电化学方法、失重法和扫描电子显微镜(SEM)研究了N-CDs在1 mol/L HCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能和缓蚀机理。结果表明,当N-CDs的用量为200 mg/L时,缓蚀率可高达95.6%。电化学试验表明,N-CDs是一种混合型缓蚀剂,但主要是抑制阳极的反应。其缓蚀机理是:N-CDs在Q235钢表面以物理吸附和化学吸附的共同作用在Q235钢表面形成稳定的吸附膜,从而有效地抑制1 mol/L HCl溶液对碳钢的腐蚀,且符合Langmuir等温吸附模型。另外,SEM清晰观察到加入N-CDs后,Q235钢的腐蚀程度得到了明显的改善。     

羟丙基壳聚糖掺杂聚苯胺在0.5mol/L盐酸中对碳钢的缓蚀性能

目前,将廉价的羟丙基壳聚糖(HPCS)与掺杂态聚苯胺(PANI)联合用作金属缓蚀剂鲜见研究。以羟丙基壳聚糖、苯胺(An)为原料,采用化学氧化法合成了羟丙基壳聚糖掺杂态聚苯胺(HPCS-PANI),利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对合成产物进行表征,表明合成产物是HPCS-PANI。用失重法、电化学法研究了HPCS-PANI在0.5 mol/L HCl中对Q235碳钢的缓蚀性能。结果表明:合成的HPCS-PANI为吸附型缓蚀剂,在Q235碳钢表面的吸附服从Langmuir吸附等温式,在浓度50 mg/L时对Q235碳钢在0.5 mol/L HCl中的缓蚀效率最大,达88.94%。     

竹叶提取液的制备及其缓蚀性能

植物提取液低毒,低残留,易后处理,用作缓蚀剂时环保性好.为此,用15%H_2SO_4浸泡竹叶,以其提取液配制成缓蚀剂.采用电化学测试、失重和腐蚀浸泡试验研究了竹叶不同浸泡时间、竹叶提取液浓度对Q235钢缓蚀性能的影响.结果表明:将适量竹叶用15%的硫酸浸泡306 min配制成的0.1 g/mL溶液,缓蚀效率达96%以上,是一种阳极型缓蚀剂;电化学研究表明,竹叶提取液为混合型缓蚀剂,作用机理为几何覆盖效应;失重结果表明,竹叶提取液的缓蚀效率随其浓度的增加而增大,在硫酸介质中在Q235碳钢表面的吸附符合El-Awady动力学模型与Flory-Huggins吸附等温方程.     

低磷环保循环水处理阻垢缓蚀剂的复配、性能与机理

为解决工业循环冷却水系统的腐蚀与结垢的问题,选用生物降解性良好的羧乙基硫代丁二酸（CETSA）、丙烯酸-2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸共聚物（AA/AMPS）、聚环氧琥珀酸（PESA）、2-膦酸基丁烷-1,2,4-三羧酸（PBTCA）、月桂酰肌氨酸钠（LS）、甲基苯并三氮唑钠盐（TTA-Na）和七水硫酸锌作为复合阻垢缓蚀剂的组分进行复配,采用GB/T 16632-2008和GB/T 18175-2014测试了其缓蚀及阻垢性能。结果显示：较优的阻垢缓蚀剂组合为CETSA 10 mg/L,AA/AMPS 14 mg/L,PESA 20mg/L,PBTCA 4 mg/L,LS 10 mg/L,TTA-Na 10 mg/L,七水硫酸锌(以Zn²⁺计) 1 mg/L,其阻垢率为96.35%,腐蚀速率为0.007 2 mm/a,缓蚀率为99.68%,其缓蚀阻垢性能优良,且对环境友好。电化学测试结果表明复合阻垢缓蚀剂为阴极型缓蚀剂。SEM观测表明复合阻垢缓蚀剂能在碳钢表面形成保护膜,并能吸附在碳酸钙晶体上,使其无法正常长大。     

一种含硫杂环双席夫碱化合物在硫酸介质中对Q235碳钢的缓蚀作用

目前对于双席夫碱化合物用作碳钢缓蚀剂的研究报道较少。合成了一种含硫杂环双席夫碱化合物:双噻吩-2-甲醛缩邻苯二胺(DTCPA),采用静态失重法、动电位极化曲线和交流阻抗谱测试考察了其在0.5 mol/L H_2SO_4溶液中对Q235碳钢的缓蚀作用。结果表明,DTCPA对碳钢具有良好的缓蚀效果,随着DTCPA浓度的增加腐蚀速率下降,缓蚀效率不断提高;然而,随着温度升高,腐蚀速率加快,缓蚀效率下降。DTCPA在硫酸介质中对碳钢的缓蚀作用属于一种抑制阴阳两极反应的混合型缓蚀剂,在碳钢表面形成了一层致密的保护膜,有效阻挡了硫酸对碳钢的腐蚀,其在碳钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温式。     

壳聚糖磷酸酯在海水中的缓蚀性能

以往,壳聚糖磷酸酯在海水中的缓蚀性能少有研究,为此,在酸性条件下制备了水溶性壳聚糖磷酸酯,采用失重法和电化学测试的方法研究了壳聚糖磷酸酯在海水体系中对Q235碳钢的缓蚀性能.结果表明:壳聚糖磷酸酯在浓度为400 mg/L时缓蚀效率达到最高为73.05%,在较长时间内仍保持较高的缓蚀效率,在常温和高温下都能很好地抑制海水对碳钢的腐蚀,是一种高效的海水缓蚀剂.     

含氟咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及缓蚀性能

以全氟乙酸、二乙烯三胺和溴代十二烷为原料,采用逐级脱水法合成了新型的含氟咪唑啉季铵盐(IMF),并以红外光谱(FTIR)确定其结构,采用失重法、动电位极化曲线、电化学阻抗等方法研究其在0.5 mol/L HCl溶液中对Q235碳钢的缓蚀率与浓度、温度的关系,以扫描电镜(SEM)表征Q235碳钢的腐蚀形貌,运用热力学参数探究缓蚀机理。结果表明:IMF的缓蚀率随其浓度增大而增大,在2.0 mmol/L时达到最高,且在高温时有优良的缓蚀性能;IMF与金属表面有作用力存在,阻碍了其在高温时的脱附。     

葡萄糖与甘氨酸反应产物对碳钢的缓蚀效果

为了解葡萄糖与甘氨酸反应产物对碳钢的缓蚀效果,采用失重法、电化学法并结合扫描电镜观察,研究了葡萄糖与甘氨酸反应产物(PGG)对碳钢在1 mol/L HCl溶液中的腐蚀抑制作用。结果发现:PGG对碳钢表现出很好的缓蚀效果,缓蚀效率随添加浓度的增加而增加,在最大浓度250 mg/L时,表现出最好的缓蚀效果,缓蚀效率为94.7%,且缓蚀效率随温度升高而降低。PGG同时抑制了碳钢腐蚀的阴极还原反应和阳极氧化反应过程,为混合型缓蚀剂,是通过多组分的物理和化学联合吸附,在碳钢表面上形成保护性覆盖层,将碳钢与酸溶液隔离,从而起到缓蚀作用,其吸附行为遵循Langmuir吸附等温模型。葡萄糖与甘氨酸反应产物(PGG)是碳钢在1 mol/L HCl溶液中的优良缓蚀剂。     

绿色气相缓蚀剂的复配及其缓蚀性能研究

目的 为解决单组分绿色气相缓蚀剂缓蚀性能差的问题,复配一种绿色复合气相缓蚀剂,探究其对碳钢和黄铜金属试样的缓蚀作用。方法 采用腐蚀质量损失、接触角、电化学等试验测试分析复合气相缓蚀剂对碳钢、黄铜的缓蚀效果与成膜耐久性。结果 复合气相缓蚀剂对10号钢、H62黄铜的缓蚀效率分别为84.71%、91.67%,缓蚀性能显著优于单组分气相缓蚀剂;复合气相缓蚀剂在10号钢、H62黄铜表面均形成了缓蚀膜,H62黄铜表面形成的缓蚀膜较10号钢的更具耐久性。结论 与单组分气相缓蚀剂相比,该复合气相缓蚀剂对碳钢、黄铜均具备良好的缓蚀作用,为绿色气相缓蚀剂的防锈包装应用提供支撑。     

氮掺杂碳点在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀作用

碳点因其优异的性能在缓蚀剂开发领域具有巨大的应用潜力。本研究以柠檬酸铵为原料,在180℃热解不同时间(1 h、1.5 h、2 h),合成具有不同形貌结构的氮掺杂碳点(N-CDs),分析了碳点制备条件对其作为Q235碳钢缓蚀剂的性能影响规律。采用极化曲线和电化学阻抗谱,结合表面分析技术,说明了N-CDs的缓蚀机理。结果表明,当热解时间为1.5 h时,N-CDs的缓蚀效率最高,200 mg/L N-CDs1.5在1 M HCl溶液中的缓蚀效率达到91.6%。N-CDs作为混合型缓蚀剂能够减缓碳钢的阳极和阴极腐蚀反应,通过物理、化学吸附形成保护膜,并且提高了金属表面的疏水性,从而有效抑制了碳钢的腐蚀萌生与发展。本研究为发展高效、绿色的新型缓蚀剂提供了新的思路。     

氨基磺酸中肉桂醛缩甲胺席夫碱对Q235钢的缓蚀吸附行为

为进一步研究肉桂醛缩甲胺席夫碱在氨基磺酸介质中对碳钢的腐蚀机理,利用极化曲线、原子力显微镜、X射线光电子能谱仪和量子化学计算,研究了5%氨基磺酸介质中肉桂醛缩甲胺席夫碱在Q235钢表面的缓蚀吸附行为。结果表明:在70℃、5%氨基磺酸介质中,肉桂醛缩甲胺在Q235钢表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,是一种混合型缓蚀剂,且该缓蚀剂在Q235钢表面的吸附存在不均匀性;Q235钢在氨基磺酸溶液中的腐蚀产物主要为Fe SO4、Fe S,缓蚀剂的吸附抑制了Fe S的生成。     

鲜白酒糟提取液对Q235钢硫酸酸洗的缓蚀性能

为了综合利用白酒糟和开发新型绿色酸洗缓蚀剂,制取了鲜白酒糟提取液,采用失重法和电化学法研究了其作为硫酸酸洗缓蚀剂的缓蚀性能。结果表明:15 g酒糟在300 mL 5%硫酸溶液中30℃静置浸泡6 h,得到的提取液在5%硫酸介质中对Q235钢的缓蚀率最高;酒糟提取液在Q235钢表面的吸附符合El-Awady动力学模型和Flory-Huggins吸附等温方程,属于几何覆盖效应的单分子层吸附,提取液为混合型缓蚀剂;放置时间延长时,提取液的缓蚀率降低。     

马齿苋提取液对盐酸溶液中Q235碳钢的缓蚀作用

为了开发新型环境友好的天然缓蚀剂,采用索氏提取法提取马齿苋中的有效成分,采用失重法、动电位极化曲线和交流阻抗研究了不同浓度马齿苋提取液在1.0 mol/L盐酸溶液中对Q235碳钢的缓蚀作用及机理。结果表明:马齿苋提取液在盐酸介质中对碳钢具有良好的缓蚀效果,缓蚀效率随缓蚀剂浓度增大而升高,30℃下当提取液的浓度达到0.16 g/m L时,其缓蚀效率可达91%以上;随温度升高,马齿苋提取液对碳钢的缓蚀效率降低;马齿苋提取液是一种抑制阴阳极反应的混合型缓蚀剂,有效成分吸附在碳钢表面形成一层保护膜,吸附过程遵循Langmuir等温方程式,其在碳钢表面的吸附属于自发过程,是以化学吸附为主的物理和化学吸附共同作用的过程。     

壳聚糖季铵盐在HCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能

目前,关于壳聚糖类缓蚀剂的报道较少,且研究温度窄,鲜见对其吸附动力学参数的分析。合成了羟丙基三甲基氯化铵壳聚糖(HACC),在30~60℃温度范围内,通过浸泡失重、电化学分析、形貌观察等方法研究了其在0.5 mol/L HCl溶液中对Q235钢的缓蚀效果。结果表明:缓蚀效率随HACC浓度升高而增加,随温度升高而降低,在30℃、HACC浓度为1.5 mmol/L时,缓蚀效率最高;HACC同时抑制了Q235钢腐蚀的阴阳极过程,通过抑制反应的活性点而起缓蚀作用;HACC在Q235钢表面的吸附符合Langmuir等温吸附模型,是自发的放热过程,属于物理和化学混合吸附,活化能是Q235钢腐蚀速率的决定性因素。     

薄荷叶缓蚀剂对热轧碳钢的缓蚀作用

为抑制碳钢酸洗时的腐蚀,采用加热回流萃取法从薄荷叶中提取了一种新型绿色缓蚀剂。采用失重法和极化曲线法测试了薄荷叶缓蚀剂在20~50℃时对2 mol/L HCl中热轧碳钢的缓蚀性能。结果表明:薄荷叶缓蚀剂对热轧碳钢的缓蚀效率随其浓度增加而增大,最大缓蚀率达到87.8%;当浓度小于80 mg/L时,温度升高,缓蚀效率减小;浓度大于80 mg/L时,温度升高,缓蚀效率增大;薄荷叶缓蚀剂在热轧碳钢表面的吸附作用符合Langmuir吸附模型;薄荷叶缓蚀剂对热轧碳钢的缓蚀机理为几何覆盖效应,同时抑制腐蚀反应的阴、阳极过程,属于混合型缓蚀剂。     

3种双咪唑啉季铵盐对Q235钢在盐酸溶液中的缓蚀性能及吸附行为

咪唑啉类缓蚀剂缓蚀性能优异,应用前景广阔。目前对双咪唑啉缓蚀剂在金属表面吸附行为的研究未见报道。合成了3种双咪唑啉季铵盐CABI,BABI,SABI,用红外光谱表征了其结构,并用失重法和电化学方法研究了其在1mol/LHCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能和吸附行为。结果表明:3种双咪唑啉季铵盐在1mol/LHCl介质中对Q235钢都具有良好的缓蚀性能,且用量少;较高温度(50～80℃)下的缓蚀效率达90%以上,其缓蚀能力大小顺序为CABI>BABI>SABI,均属于阴极型缓蚀剂;在Q235钢表面的吸附过程为放热过程,吸附行为服从Langmuir吸附等温式,主要为化学吸附。     

EDA-TU的制备及其对碳钢在氨法脱硫浆液中的缓蚀作用

用乙二胺(EDA)和硫脲(TU)为原料制备缓蚀剂EDA-TU,优化了EDA-TU的合成条件。采用黏度法和红外光谱对合成产物的分子结构进行了表征。采用静态失重法和极化曲线法研究了其在氨法脱硫循环浆液中对Q235钢的缓蚀作用。结果表明:最佳的合成条件为合成温度80℃,反应时间4 h,此时反应物的转化率最高;在氨法脱硫液中该缓蚀剂的用量为100 mg/L时,对Q235碳钢的缓蚀率可达75.16%;电化学分析表明该缓蚀剂对Q235碳钢的缓蚀作用是基于对阳极反应的抑制。