十二胺在碳钢表面的吸附行为

利用原子力显微镜（AFM）、动电位扫描及润湿角测量等手段研究了盐酸溶液中十二胺在碳钢表面的吸附行为及其对碳钢腐蚀行为的影响。结果表明：十二胺在碳钢表面形成了单分子吸附层。其对碳钢的缓蚀机理主要为“几何覆盖效应”，一个十二胺分子平均可以取代2．32个水分子；碳钢表面的润湿性随缓蚀剂浓度的增大而减弱。AFM电流图像显示，碳钢表面有十二胺吸附的部位导电性能明显减弱；AFM力—距离曲线表明，碳钢表面有缓蚀剂吸附的部位呈现出明显的黏附力。     

十二胺对原子力显微镜探针刮擦加速铜镍合金表面溶解作用的影响

研究了在0.2 mol/L NaCl以及0.01 mol/L HCl介质中AFM探针与铜镍合金表面之间的持续相互作用力对铜镍合金表面溶解行为的影响，结果表明，针尖的刮擦可以加速该合金表面的溶解；作为有机缓蚀剂加入溶液中的十二胺可以吸附于合金表面形成吸附膜，使针尖在界面作用时的能量分布发生改变，从而抑制了铜镍合金的加速溶解.     

荞麦提取物对钢在HCl介质中的缓蚀机理

目的 提取制备一种环境友好型缓蚀剂,并研究缓蚀剂对冷轧钢在1.0 mol/L盐酸溶液中的缓蚀性能。方法 利用超声波提取法从荞麦中提取得到荞麦提取物。采用失重法和电化学法研究荞麦(Fagopyrum esculentum Moench.)提取物(FEME) 对冷轧钢在HCl介质中的缓蚀性能,测试缓蚀溶液的紫外光谱(UV)、电导率及表面张力,并通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)、X–射线光电子能谱(XPS)、红外光谱(FTIR)表征钢表面的微观形貌、化学组成,用接触角测量仪测定钢表面的亲水/疏水性,分析FEME中的主要成分,进而深入探究了其缓蚀有效成分及作用机理。结果 FEME在1.0 mol/L HCl中具有良好的缓蚀性能,100 mg/L FEME的缓蚀率达90.1%(30 ℃);FEME在钢表面的吸附服从Langmuir吸附等温式,标准吸附Gibbs自由能(?G^Θ)为–32~–27 kJ/mol,电化学缓蚀机理为“几何覆盖效应”。添加FEME后,有效降低了钢/酸界面的双电层电容值,提升了电荷转移电阻。缓蚀钢表面的SEM和AFM微观形貌表明,其腐蚀程度明显下降,接触角变大,疏水性增强,FTIR和XPS证实了FEME能有效吸附在钢表面形成缓蚀膜层,且缓蚀膜层主要是通过FEME在钢表面的物理吸附和化学吸附而形成,FEME成分中含有大量的—OH,—OH的存在会使这些成分质子化,从而与带负电荷的钢表面通过静电引力而发生吸附,而且分子中含有大量的O、N等杂原子和不饱和基团结构,有大量的孤对电子可以与Fe的空d轨道配位,从而产生缓蚀剂在钢表面的化学吸附。与浸泡前相比,在钢腐蚀浸泡后,缓蚀溶液的表面张力增加,是由于浸泡后部分缓蚀剂分子在钢表面发生了吸附,致使溶液体相中的缓蚀剂分子浓度下降而引起。钢在腐蚀浸泡后,因H⁺的消耗,电导率明显降低,但浸泡钢表面后的缓蚀溶液随着FEME浓度的增加,电导率增加,说明缓蚀剂在钢表面吸附后,与钢表面发生腐蚀反应的H⁺消耗减少。20 ℃时,质量浓度为100 mg/L的芦丁的缓蚀率为57.8%,FEME的缓蚀性能优于其主成分芦丁,其机理为黄酮类化合物与其他成分的协同缓蚀作用。结论 FEME是一种高效、环保的混合抑制型缓蚀剂。     

硫酸介质中丙氨酸复合缓蚀剂的研究

目的研究丙氨酸和碘化钾共同存在于硫酸溶液中,对碳钢的协同缓蚀作用。方法采用极化曲线、交流阻抗谱、扫描电镜、X射线光电子能谱(XPS)以及El-Awady动力学模型,对丙氨酸、丙氨酸与碘化钾复配缓蚀剂对碳钢在硫酸介质中的缓蚀性能和吸附机理进行探究。结果在10%的硫酸体系中,对碳钢的缓蚀性能随着缓蚀剂浓度增大而增强。单独使用丙氨酸作为缓蚀剂,丙氨酸分子在碳钢表面呈单分子层吸附,缓蚀效率最高仅达到29%,缓蚀效果不明显。经过丙氨酸与碘化钾复配后,缓蚀效果显著提高,当丙氨酸质量浓度为300 mg/L,碘化钾质量浓度为250 mg/L时,缓蚀效率达到92%以上。XPS谱图表明,缓蚀剂主要是通过分子中的N原子与碳钢表面Fe原子形成共价键,吸附在碳钢的表面,与KI复配后,I-吸附在碳钢表面,并部分氧化,形成I_3~-。El-Awady动力学模型研究说明该复配缓蚀剂为混合型缓蚀剂,且在碳钢表面自发形成多分子层吸附膜。结论在10%的硫酸溶液中,丙氨酸分子通过物理吸附或化学吸附作用,吸附在碳钢表面,减缓腐蚀反应发生。碘化钾添加后,发挥连接缓蚀剂分子和碳钢表面的桥梁作用,从而协助丙氨酸吸附到碳钢表面,提高丙氨酸在碳钢表面的覆盖率,在提高缓蚀效率的同时,减少了丙氨酸的使用量,有效地抑制了钢材的腐蚀。     

咪唑啉类化合物在HCl溶液中对碳钢的缓蚀机理分析

目的 研究咪唑啉（IM）及咪唑啉基脲（IU）在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。方法 采用静态失重法、电化学测试技术、表面形貌及官能团分析、热力学等温方程等方法,研究缓蚀剂在不同温度的盐酸溶液中对Q235碳钢的缓蚀性能和吸附规律。结果 在静态失重试验中,室温下,随着IM、IU缓蚀剂的加入,碳钢的腐蚀速率从12.54 mg/(cm2?h)分别降低到5.132、0.145 mg/(cm2?h),IM、IU的缓蚀率分别为59.1%和98.9%。随着温度的升高,缓蚀效率略有下降。极化曲线试验表明,增加两种缓蚀剂的浓度,腐蚀电位负移,阳极电流密度下降明显。交流阻抗的测试显示,随着两种缓蚀剂浓度的增大,拟合参数Rct增大、Cdl减小,证明缓蚀剂在金属表面取代了水,并吸附成膜。研究等温吸附模型发现,两种缓蚀剂分子在碳钢表面的吸附符合Langmuir等温吸附方程,且根据SEM及XPS分析,证明缓蚀剂分子通过N原子与金属形成共价键,在金属表面吸附成膜。结论 咪唑啉和咪唑啉基脲对碳钢均具有缓蚀效果,且咪唑啉基脲的缓蚀效果更优异。两种缓蚀剂均属于混合型缓蚀剂,且以抑制阴极腐蚀反应速率为主。两种咪唑啉化合物在碳钢表面的吸附过程为自发放热过程,其吸附规律遵循Langmuir吸附等温模型,属于单分子层吸附。     

3 种有机胺在盐酸溶液中的缓蚀性能对比研究

目的研究十八胺、不饱和十八胺,N-十八烷基丙撑二胺等3种有机胺在1 mol/L的盐酸溶液中的缓蚀性能,探讨3种有机胺在金属表面的成膜性及其缓蚀机理。方法采用静态挂片质量损失法、动电位极化曲线测试、接触角测试及AFM力曲线测试研究3种有机胺在碳钢表面的成膜性及膜的均匀性。结果不饱和十八胺的缓蚀率明显高于另外两种,为阴极抑制型缓蚀剂。接触角测试表明,不饱和十八胺的疏水性达到了优等级,高于另外两种有机胺;其缓蚀机理为在金属表面形成一层致密的疏水性保护膜,有效隔离了金属与腐蚀介质的接触。在粘附力测试实验中,不饱和十八胺在金属表面测量数据分布较为平均,其标准偏差最小,说明这种胺在金属表面成膜最好。另外,不饱和十八胺在金属表面的平均粘附力最大。结论不饱和十八胺具有最好的缓蚀性能。     

双子表面活性剂对铜在氯化钠溶液中的缓蚀作用

缓蚀剂是阻止或延缓换热设备、石油开采及其他领域金属发生腐蚀,保护机械设备安全运行的一种行之有效、经济效益显著的技术手段。文中选用了一种新型季铵盐类双子表面活性剂作为缓蚀剂,运用失重实验、电化学实验、量子化学计算等多种方法测试了所选化合物在3.5%NaCl溶液中对铜的缓蚀性能,从理论上探讨了缓蚀剂分子与金属表面的作用方式。失重、电化学实验结果表明,缓蚀剂对铜有较好的缓蚀效果和较高的缓蚀效率,在100mg·L~(-1)时对铜的缓蚀效率达到93.9%。通过吸附模型以及量子化学模拟证明缓蚀剂符合Langmuir吸附等温模型,缓蚀剂分子的吸附机理为化学吸附。     

IAA 在硫酸溶液中对碳钢的缓蚀性能研究

目的研究吲哚-3-乙酸(IAA)在H2SO4(0.1 mol/L)溶液中对碳钢(Q235)的缓蚀性能,降低碳钢生产过程对环境的影响。方法采用动电位极化曲线测试、交流阻抗实验、失重实验和扫描电镜实验分析缓蚀剂的缓蚀性能及作用机理。结果 IAA的缓蚀效率随着缓蚀剂浓度的增加而逐渐增大,当IAA浓度增加到4×10-3mol/L时,缓蚀效率最高达到88.85%。温度升高,缓蚀效率降低,说明IAA不宜于高温下使用。IAA是一种混合型缓蚀剂,对阴极反应和阳极反应均有抑制作用,且在缓蚀剂分子吸附过程中,吸附在碳钢表面的水分子和缓蚀剂分子发生竞争吸附作用,能有效阻止H+的穿越,从而抑制腐蚀H+的放电。IAA在碳钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温模型,该吸附自发进行且是物理吸附和化学吸附共同作用。缓蚀剂通过抑制腐蚀反应的活性点,提高活化能垒,防止碳钢溶解腐蚀。IAA在碳钢表面形成保护膜,减轻了腐蚀。结论 IAA是一种以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,在0.1 mol/L H2SO4溶液中能够对Q235碳钢起到优异的保护作用。     

一种二酰胺基吡啶季铵盐的合成及其缓蚀性能

利用2,3-吡啶二甲酸为主体和十二烷基胺进行酰化反应,合成了具有多个活性吸附中心的2,3-N-十二烷基-二甲酰胺吡啶衍生物,再进行季胺化反应增加其水溶性,开发出一种二酰胺基吡啶季铵盐缓蚀剂。利用动态高温高压浸泡试验和电化学试验在含二氧化碳模拟油田水中评价了该缓蚀剂对L245NCS钢的缓蚀性能。结果表明:该缓蚀剂是混合型缓蚀剂,在加量为50mg/L时,缓蚀率达到95%以上,同时对点蚀具有良好的抑制效果。     

一种新型的咪唑啉类缓蚀剂CPA-1对N80钢在CO2环境下的缓蚀性能评价

目的考察一种新型的咪唑啉类缓蚀剂CPA-1对N80钢在CO_2环境下的缓蚀性能。方法通过失重法、电化学阻抗谱和极化曲线,研究了在不同温度下缓蚀率和缓蚀剂浓度之间的关系,利用扫描电子显微镜和扫描电化学显微镜对表面形貌进行了观察分析,根据等温吸附模型研究了咪唑啉缓蚀剂在N80钢表面的吸附类型。结果失重结果表明,缓蚀剂的缓蚀效率随浓度的增大而升高,当温度为40℃、缓蚀剂质量浓度为250 mg/L时,缓蚀率达到95%;温度升高至80℃时,缓蚀率下降至87%。电化学试验表明,咪唑啉类缓蚀剂对阴极和阳极反应均有抑制作用。表面形貌分析表明,缓蚀剂能有效改善金属表面的腐蚀程度。结论咪唑啉类缓蚀剂CPA-1属于混合型缓蚀剂,对N80钢具有较好的缓蚀性能。缓蚀机理为通过吸附方式在金属表面形成一层吸附膜抑制金属腐蚀,吸附方式遵循Langmuir吸附等温模型,物理吸附和化学吸附均会在金属表面发生。     

Synthesis and evaluation of Tris-hydroxymethyl-(2-hydroxybenzylidenamino)-methane as a corrosion inhibitor for cold rolled steel in hydrochloric acid

Tris-hydroxymethyl-(2-hydroxybenzylidenamino)-methane (THHM) was synthesized. The effect of THHM on the corrosion of cold rolled steel (CRS) in 0.1 M hydrochloric acid was then investigated by Tafel polarization curve and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). Polarization curve results clearly reveal the fact that THHM is a good cathodic type inhibitor. EIS results confirm its corrosion inhibition ability. The inhibition efficiency increases with increasing THHM concentration but decreases with immersion time. Atomic force microscopy (AFM) reveals that a protective film forms on the surface of the inhibited sample. The adsorption of this inhibitor is found to follow the Langmuir adsorption isotherm. THHM adsorbs on the sample probably by chemisorption.     

Electrochemical and surface analysis studies on corrosion inhibition of Q235 steel by imidazoline derivative against CO2 corrosion

The inhibition performance of a newly synthesized thioureido imidazoline inhibitor (TAI) in CO₂ corrosion was studied by using electrochemical impedance spectroscopy (EIS), atomic force microscopy (AFM) and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Results show that the values of inhibition efficiency show peak-value-phenomenon at concentration of 0.15 mmol dm⁻³ owing to the change of adsorption mode. The adsorption of protonated TAI molecules on the negatively charged steel surface makes the potential of zero charge (PZC) shift to positive direction, and the long-range electrostatic exclusive forces between AFM tip and sample surface are reduced by screening effect of surface charges.     

Evaluation of corrosion non toxic inhibitor adsorption for steel in near neutral solution: L(+) ascorbic acid

The force of adsorption of a non‐toxic inhibitor on iron surface was studied by electrochemical quartz crystal microbalance (EQCM). The value of standard free energy of adsorption, as calculated from Freundlich‐Langmuir (LF) adsorption, indicates that L(+)ascorbic acid physisorbes on the iron surface at corrosion potential. At cathodic potential, the quantity of energy is more important. So, there is a slightly stronger interaction between inhibitor and iron surface. This behaviour can be explained by that this inhibitor occupies better the cathodic sites. The inhibition efficiency of ascorbic acid was carried out by the fact electrochemical impedance spectroscopy data (EIS). The film adsorbed on the surface is less protective for a long time of immersion.     

Inhibition effects of PMA／SbBr3 complex inhibitor on copper and copper-nickel alloy in LiBr solutions

The effects of PMA/SbBr3 inhibitor on copper and copper-nickel alloy in 55 % LiBr solution were investigated by chemical immersion and electrochemical measurements. The results indicate that in boiling 55% LiBr solution containing PMA/SbBr3 inhibitor, corrosion rates of copper and copper-nickel alloy are 67.48μm/a and 38. 14μm/a, respectively. Since both anodic and cathodic electrochemical reactions can be inhibited, PMA/SbBr3 belongs to complex inhibitor. PMA has the effect of inhibiting hydrogen evolution and [PMo12O40]3^- , the anion of PMA,has a strong oxidizing effect. Sb3 also shows an oxidizing effect. It may exist in LiBr solutions stably with PMA.Because of the synergistic effect of PMA and Sb3 , a protective film, comprising CuO, Cu2O and Sb, formed on copper and copper-nickel alloy surface may prevent Br- from diffusing to the surface of metals. As a result, the anticorrosion performance of copper and copper-nickel alloy may be improved.     

新型巯基三唑化合物对HCl介质中碳钢的缓蚀作用研究

合成了两种新型巯基三唑化合物，分别采用腐蚀失重法、动电位扫描极化曲线和交流阻抗法研究了其在1．0mol／L HCl介质中对Q235钢的缓蚀作用，分析了缓蚀作用机理．结果表明：对碳钢在1．0mol／L HCl溶液中，合成的巯基三唑化合物是性能优异的缓蚀剂．     

溶液中含水量对铝合金表面自组装TDPA膜缓蚀行为的影晌

用含水量不同的正十四烷基膦酸（TDPA）／乙醇-水混合溶液在2024铝合金表面制备TDPA自组装膜。采用动电位扫描、电化学交流阻抗（EIS）、傅里叶红外（FTIR）、俄歇能谱（AES）以及原子力显微镜（AFM）等手段,研究白组装膜在0．1mol／L硫酸溶液中对铝合金的吸附及缓蚀性能的影响。傅里叶红外以及俄歇能谱测试结果表明：TDPA分子成功吸附于合金表面,且吸附密度随着溶液中水含量的增加而增加。电化学测试以及腐蚀形貌观察结果表明：4h的自组装能够获得最佳缓蚀效率;自组装溶液中水含量越高,得到的自组装膜缓蚀性能越好;白组装溶液中水对白组装膜性能的影响与金属表面的水化反应有关。     

酸性介质中N,N′-双(2-亚甲基吡啶)-1,2-亚氨基乙烷对AZ91D镁合金的腐蚀抑制作用(英文)

采用电化学方法研究N,N′-双(2-亚甲基吡啶)-1,2-亚氨基乙烷(BPIE)Schiff碱在0.010 mol/L HCl溶液中对AZ91D镁合金的腐蚀抑制作用。动电位极化曲线表明,BPIE Schiff碱是一种混合型缓蚀剂。电化学阻抗谱(EIS)测量证实了BPIE的腐蚀抑制作用。随着缓蚀剂浓度的增加,由于有更多的缓蚀剂吸附在AZ91D镁合金表面,电荷转移阻力减小,双电层电容减小。电化学噪声(EN)分析获得的数据在时间和频率域与EIS和极化曲线所得结果表现出良好的一致性。采用扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和能量色散X射线(EDX),研究BPIE的缓蚀作用。SEM照片显示,在存在BPIE的情况下,AZ91D合金表面的腐蚀损伤得到减轻。XRD分析显示,在存在BPIE的情况下,对应于富镁α相的谱峰强度增大,表明合金样品的腐蚀程度低。EDX分析也证实了BPIE的缓蚀作用。此Schiff碱化合物通过物理吸附在合金表面,吸附行为遵循Langmuir等温吸附模型。     

月桂酸根离子的吸附及其对N80碳钢垢下局部腐蚀的影响

利用一种闭塞腐蚀电池装置,采用极化曲线和电化学阻抗方法研究了月桂酸根离子C12H23OO-在中性NaCl溶液中在N80钢表面的吸附及其对垢下闭塞微区的影响。结果表明,C12H23OO-在耦合电流作用下迁入闭塞区后在碳钢表面形成单分子层吸附膜,抑制了电极反应的阴极过程。C12H23OO-的吸附行为符合Flory-Hug-gins等温线模型。C12H23OO-吸附膜改变了电极表面双电层结构,使金属表面膜层更加致密有序,抑制了基底金属的进一步腐蚀。