盐酸溶液中阳离子Gemini表面活性剂在碳钢表面的吸附与缓蚀性能研究

 合成并用元素分析和核磁共振(1H-NMR)表征了阳离子Gemini表面活性剂1,2-双亚甲基-双(十烷基二甲基溴化铵)和1,2-双亚甲基-双(十二烷基二甲基溴化铵)(分别简写为10-2-10和12-2-12)，并用失重法研究了1M盐酸溶液中该类表面活性剂在碳钢表面的吸附行为及其缓蚀性能.实验结果表明，其缓蚀机理为表面活性剂在钢铁表面的吸附形成单分子膜，从而阻碍了盐酸对钢铁的侵蚀，其缓蚀效率随着表面活性剂浓度的增加而增加，当表面活性剂浓度接近其临界胶束浓度时达到最大，理论计算表明，在研究的浓度范围内，盐酸溶液中该类Gemini表面活性剂在碳钢表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式.      

海水中紫铜缓蚀剂的缓蚀性能及表面分析

采用失重法、极化曲线、扫描电镜和XPS能谱分析等方法,对苯并三氮唑(BTA)及其复合缓蚀剂对海水中紫铜的缓蚀性能进行了试验。结果表明,BTA与柠檬酸钠之间存在很好的协同效应,当BTA浓度为2mg/L,柠檬酸钠浓度为20mg/L时,缓蚀率达到96.0%,腐蚀速率为10μm/a。极化曲线试验结果表明,BTA与柠檬酸钠复合缓蚀剂为混合型缓蚀剂。扫描电镜和XPS能谱分析表明,体系中添加了BTA和柠檬酸钠复合缓蚀剂后紫铜表面光亮,基本没有腐蚀;且在试片表面形成了Cu_2O、Cu(Ⅰ)-BTA和Cu(Ⅰ)-络合物的非水溶性保护膜,从而有效地抑制了紫铜在海水中的溶解腐蚀。     

糖基季铵盐双子表面活性剂的缓蚀性能

由葡萄糖和十四烷基二甲基叔胺合成的糖基季铵盐双子表面活性剂(C14-GDQ)作为缓蚀剂,用静态失重法研究了该表面活性剂在1 mol/L盐酸溶液中对Q235钢的缓蚀作用。结果表明,在1 mol/L盐酸溶液中C14-GDQ对Q235钢具有良好的缓蚀作用,缓蚀率随缓蚀剂浓度的增加而增大,当缓蚀剂质量浓度达到0.1mmol/L时缓蚀率趋于稳定。通过吸附理论、动力学和热力学公式得到相应的参数,并讨论了缓蚀作用机理。     

季铵盐双子表面活性剂的缓蚀性能研究

采用自制的季铵盐双子表面活性剂1,6-二(癸烷基吗啉)己烷(HDMB)作为缓蚀剂,用失重及极化曲线研究了该表面活性剂在1 mol/L盐酸溶液中对Q235钢的缓蚀效果.失重结果表明:在1 mol/L盐酸溶液中HDMB对Q235钢具有良好的缓蚀作用,缓蚀率随缓蚀剂浓度的增加而增大,当浓度达到0.1 mmol/L时,缓蚀率趋于稳定.通过吸附理论、动力学和热力学公式得到相应的参数,并讨论了缓蚀作用机理;极化曲线法表明:HDMB为混合抑制型缓蚀剂.     

钼酸盐复合缓蚀剂在天然海水中的缓蚀机理

采用电化学阻抗与能谱图研究了钼酸盐复合缓蚀剂在天然海水中的缓蚀机理。阻抗谱表明,该缓蚀剂通过增大金属表面的电荷转移电阻而降低电化学腐蚀速率;X射线光电子能谱(XPS)显示钼酸盐复合缓蚀剂在海水中的碳钢表面主要形成了Fe3O4、Fe2O3,以及三价铁与钼酸根和缓蚀剂中有机成分形成的有机铁络合物。能量谱(EDS)测试结果表明,添加了钼酸盐复合缓蚀剂的碳钢表面膜中钙元素含量很低(0.08%),表明缓蚀剂中具有阻垢性能的有机瞵酸盐(HEDP)和葡萄糖酸盐对海水中的Ca2+起络合分散作用,阻止了钙盐在金属表面的沉积,这也表明该缓蚀剂具有缓蚀性能的同时又具有良好的阻垢性能。     

铸铁文物复合气相缓蚀剂的复配与研究

以碳酸环己胺(CHC)为主体,通过与其它缓蚀剂复配,筛选出可用于铸铁文物保护的高效复合气相缓蚀剂。用极化曲线,电化学阻抗谱和XPS等手段研究了该复合气相缓蚀剂的缓蚀作用机理。结果表明:CHC与乌洛托品复配,具有良好的协同缓蚀效果,当乌洛托品与CHC以1∶4的质量比复配时,缓蚀率可达96.61%。该复合气相缓蚀剂是以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,能够和铸铁发生化学吸附而形成缓蚀性能良好的保护膜。     

Na2MoO4和EDTA在HCl溶液中对冷轧钢的缓蚀协同效应

用失重法和电化学法研究了在0.5 mol/L HCl中Na2MoO4和EDTA对冷轧钢的缓蚀协同作用。研究结果表明,单独的Na2MoO4和EDTA对冷轧钢具有一定的缓蚀作用,为阳极型缓蚀剂,且在钢表面的吸附符合Temkin吸附模型。当两者复配后产生了明显的缓蚀协同效应,为一抑制阳极为主的混合抑制型缓蚀剂,并讨论了产生缓蚀协同效应的原因。     

有机缓蚀剂作用机理和脱附行为的研究

<正> 本文使用电位极化、循环极化、交流阻抗及恒电位计时电流等多种电化学技术,研究了本所研制的高效高温浓酸型缓蚀剂——二丙炔氧甲基烷基胺类化合物的缓蚀性能与作用机理以及吸附型有机缓蚀剂的阳极脱附现象。结果表明,炔甲基胺是一类更适用于盐酸的兼有胺和丙炔醇优点而性能更好的高效缓蚀剂。其中,烷基含6和8个碳原子的化合物性能最好。讨论了氯离子协同效应及绥蚀作用机理。     

盐酸体系不锈钢缓蚀剂的开发

采用失重法和扫描电镜法,测定了五种缓蚀剂对浸没于8%盐酸介质中不锈钢的缓蚀作用,确定了在盐酸体系中对不锈钢具有较好缓蚀性的单组分、二元和三元缓蚀剂配方.实验结果表明:咪唑啉,十六烷基三甲基溴化铵具有较好的缓蚀效果;十六烷基三甲基溴化胺在使用浓度为700 mg/L时,缓蚀率为90.0%;十六烷基三甲基溴化铵与三乙醇胺、咪唑啉及硫脲复配后,缓蚀剂各组分浓度为单组分最佳浓度一半的情况下,缓蚀率分别达到为91.8%、90.8%和89.7%,缓蚀剂的成本得以下降;三元复配缓蚀剂中,咪唑啉-硫脲-乌洛托品和咪唑啉-硫脲-三乙醇胺两种缓蚀剂的缓蚀率均高于90%,且使用成本低,是理想的盐酸体系不锈钢缓蚀剂.扫描电镜图像表明,添加了缓蚀剂的金属表面腐蚀轻微,表面光滑,且不存在明显的点蚀倾向,缓蚀剂对金属表面起到很好的保护作用.     

吡啶嗡离子衍生物的缓蚀作用及其吸附模型

用线性极化曲线法研究了N 癸基吡啶溴化铵 (DP) /N 癸基 3 羟基吡啶溴化铵 (D3OP)和N 癸基 3 羧基吡啶溴化铵 (D3CP)在 5 %氨基磺酸中对铁的缓蚀作用及其吸附模型。结果表明 :它们对 5 %氨基磺酸中的铁具有良好的缓蚀作用 ,在吡啶环上引入合适的取代基能提高吡啶嗡离子的缓蚀效果。它们在铁表面的吸附主要为物理吸附 ,其吸附遵循Langmuir吸附等温式 ;随着温度和使用浓度的提高 ,其缓蚀性能加强 ;三种缓蚀剂缓蚀能力大小为D3CP >D3OP >DP。     

改性咪唑啉缓蚀剂抗H2S/CO2腐蚀性能研究

本文在合成1-(2-氨乙基)-2-十五烷基咪唑啉(A)的基础上,利用硫代氨基脲对其进行改性,制备了一种1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-十五烷基咪唑啉(B)新型缓蚀剂。通过失重法和电化学方法研究了A、B两种缓蚀剂在H2S、CO2共存条件下对Q235钢的缓蚀性能,探讨了其在Q235钢表面的吸附行为。结果显示,改性后的缓蚀剂B具有更优的抗H2S、CO2腐蚀的缓蚀性能,最高缓蚀效率在92%以上。两者在Q235钢表面均是单分子层吸附,属于以化学吸附为主的混合吸附。最后采用量子化学方法对两种缓蚀剂的缓蚀机理进行了分析。     

BTA和HMMP对X70钢在含H2S弱酸性溶液中的缓蚀作用

采用静态失重、交流阻抗、动电位扫描及扫描电镜法研究了苯并三氮唑(BTA)在单独使用时和与6甲基-2巯基-4羟基嘧啶(HMMP)复配后对X70钢在含H_2S弱酸性溶液中的缓蚀作用。结果表明,BTA属于以抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂,在所研究的浓度范围内,随其浓度的增大,缓蚀率逐渐增大;BTA和HMMP复配后有缓蚀协同效应,复配的最佳浓度值为100mg/L,最佳浓度比为3：1。     

异恶唑衍生物缓蚀剂缓蚀性能的理论评价

采用量子化学计算和分子动力学模拟相结合的方法,对盐酸溶液中2-甲基-5-己基异恶唑、2-甲基-5-十二烷基异恶唑、2-异丙基-5-十二烷基异恶唑和2-叔丁基-5-十二烷基异恶唑4种异恶唑衍生物缓蚀剂抑制低碳钢腐蚀的缓蚀性能进行理论评价,并对其缓蚀机理进行分析。量子化学计算表明,4种缓蚀剂分子的前线轨道主要离域在分子头部的异恶唑环和侧链上,亲电反应活性中心为分子中的N、O原子。分子动力学模拟结果表明,液相条件下,异恶唑衍生物缓蚀剂的极性头部优先吸附于金属表面,而烷基长链在溶剂水的作用下背离金属表面,分子在表面的吸附强度随着头基侧链中甲基个数的增加而增强。理论评价结论与实验结果完全一致。     

利用FFV预测缓蚀剂在不同体系中的协同效应

目的 研究一种分析缓蚀组分间协同效应的新方法。方法 使用Material Studio 7.0软件中的Amorphous Cell模块进行对象构建,在不同体系中利用Discover模块进行优化和运算,以水分子为探针进行FFV值测试,模拟计算得到FFV,再利用其变化率,来预测缓蚀组分间的协同效应,并通过传统方法验证该方法的正确性。结果 FFV模拟结果表明,在CO2体系中,MTIAS与AB2N具有协同效应,当二者按照摩尔比3∶2复配时的FFV最小,FFV的变化值D值最大,协同效应最好,缓蚀效率最高,而MTIAS与CPQA没有明显协同效应。在CO2/H2S体系中,MTIAS与CPQA按照摩尔比4∶1复配时的FFV最小,D值最大,协同效应最好,缓蚀效率最高;而当按照摩尔比1:4复配时,却出现了明显的拮抗效应,此时MTIAS与AB2N没有明显协同效应。失重法、极化曲线的测试结果与上述结果吻合。结论 通过缓蚀剂膜层的FFV预测缓蚀组分间的协同效应,是一种快速有效的研究方法。     

咪唑啉与硫脲在CO2腐蚀体系中的缓蚀协同作用机理

采用极化曲线和电化学阻抗技术(EIS)研究了油酸基咪唑啉季铵盐(OIMQ)与硫脲(TU)对Q235碳钢在CO2饱和盐水溶液中的缓蚀协同效应。结果表明,TU对碳钢腐蚀的阴极过程和阳极过程都有强烈的抑制作用,而OIMQ是一种以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂。二者复配使用,可以有效降低使用浓度,表现出优异的缓蚀协同效应。OIMQ与TU在碳钢表面形成了一层双层结构的缓蚀剂吸附膜,TU可能主要存在于膜的底部,而OIMQ主要存在于膜的顶部,这种结构的缓蚀剂膜一方面阻止了腐蚀性离子的渗透,另一方面也限制了TU分子的脱附。     

1-十四烷基-4-羟甲基-1,2,3-三唑盐酸缓蚀剂的性能及机理研究

采用失重法、电化学测试法研究了1-十四烷基-4-羟甲基-1,2,3-三唑作为一种盐酸缓蚀剂的缓蚀性能及作用机理,并通过扫描电镜对加入不同浓度缓蚀剂的盐酸溶液中的钢片在腐蚀实验前后的表面状态进行了分析。同时研究了缓蚀剂分子在钢片表面的吸附规律并对相关的拟合参数进行了计算。结果表明,该三唑缓蚀剂是一种阴极抑制的缓蚀剂,其钢片表面的吸附行为符合Langmuir等温吸附模型,是一种典型的单分子层吸附。所合成的烷基三唑缓蚀剂具有优秀的缓蚀性能及较好的抗温性能。     

AVMHT缓蚀剂在H2S-HCl-H2O体系中的缓蚀性能

研究了合成的4-(3-甲氧基-4-羟基苯)-5-巯基-3-庚基-1,2,4-三唑(AVMHT)缓蚀剂在H2S-HCl-H2O体系中对碳钢的缓蚀作用,分析了其缓蚀作用机理。考察了H2S浓度、温度、AVMHT的浓度对缓蚀效果的影响。并同工业上常用缓蚀剂BZH-1、SF-121B、SH-A、505等进行了比较,结果表明AVMHT在H2S-HCl-H2O体系中对碳钢有显著的缓蚀作用。     

表面活性剂对碳钢的缓蚀作用及与缓蚀剂的协同效应

采用动电势扫描法测定了碳钢在饱和（NH4）2CO3溶液中的阳极极化曲线，研究了几种表面活性剂与缓蚀剂复配后的协同缓蚀作用。结果表明：几种表面活性剂均具有较好的缓蚀性能，体系中添加0．1％的量，缓蚀效率都接近90％：当0．05％壬基酚聚氧乙烯醚（TX－10）与0．05％四丁基碘化铵复配时，协同缓蚀效率可达93．3％；应用动电势扫描法能够快速、简便地测定腐蚀速率和评选缓蚀剂。     

十二烷基三甲基碘化铵对铝的缓蚀作用

1mol·L-1MgCl2溶液中,在30～50℃范围内用微分极化电阻和微分电容测量技术研究添加不同浓度的十二烷基三甲基碘化铵(DTMAI)对铝阳极过程的缓蚀作用,结果表明,DTMAI是铝的有效缓蚀剂,缓蚀效率随着浓度和温度的增加而增大;DTMAI吸附在铝表面上,且吸附服从Langmuir等温式发现这种吸附的特点是吸附过程的的总熵增加,且总熵随温度升高而增大,温度对缓蚀效率的影响是由于熵效应而不是焓效应,因此.DTMAI在铝表面的吸附是其具有良好缓蚀作用的基本原因     

低碳钢在富含H2S乙醇胺溶液中的腐蚀及缓蚀剂抑制

利用失重、腐蚀电化学方法和表面分析技术研究了碳钢在富含H2S的乙醇胺(MEA)溶液中的腐蚀行为，以及添加缓蚀剂后对其电化学行为的影响．讨论了IMC—C5缓蚀剂对该体系的缓蚀作用机理．结果表明，脱硫系统中吸收了硫化氢的乙醇胺溶液对碳钢的腐蚀十分严重，IMC—C5缓蚀剂能有效控制碳钢在该体系中的腐蚀．其缓蚀作用主要来自于吸附缓蚀剂分子对腐蚀阳极过程的抑制，为阳极吸附型缓蚀剂．