二氧化氯缓蚀剂制备及性能研究

将多氨基磷酸盐、碳氢咪唑啉季铵盐、非离子表面活性剂、六亚甲基四铵和溶剂复配,制得二氧化氯缓蚀剂,采用静态失重法、电化学法评测缓蚀性能。研究了缓蚀剂对Q235、20#钢、304不锈钢、黄铜、铝试片在100,250,500,1 000 mg/L的二氧化氯溶液中的缓蚀情况。结果表明,在二氧化氯水溶液中加入ClO2缓蚀剂50～1 500 mg/L,可使标准试片Q235、20#钢、304不锈钢、黄铜、铝达到轻度腐蚀。     

月桂酸咪唑啉季铵盐的合成及其复配剂缓蚀性能研究

以月桂酸、二乙烯三胺和氯化苄为原料,合成月桂酸咪唑啉季铵盐。利用静态失重法和电化学法研究月桂酸咪唑啉季铵盐及其复配剂在质量分数10%H2SO4中对Q235碳钢的缓蚀性能。静态失重实验表明,60℃时1 000 mg/L月桂酸咪唑啉季铵盐对Q235碳钢缓蚀率为85.21%。月桂酸咪唑啉季铵盐与KI有较好的协同作用,80℃时不同配比二元复配剂对Q235碳钢的缓蚀率均大于80%;但二元复配剂耐温性差,100℃时250 mg/L咪唑啉季铵盐、750 mg/L KI对Q235碳钢的缓蚀率仅为20.59%。多羟基聚合物和聚醚有很好的抗脱附性能,且聚醚与二元复配剂的协同作用优于多羟基聚合物,120℃时三元复配剂250 mg/L咪唑啉季铵盐、750 mg/L KI、1 200 mg/L聚醚对Q235碳钢的缓蚀率为82.63%。极化曲线测试与电化学阻抗谱试验结果与失重法一致,三元复配剂通过在Q235碳钢表面形成覆盖度较高的吸附膜有较好耐高温缓蚀性能。     

植物提取物自组装膜在盐酸中对Q235钢的缓蚀作用

以铁线蕨植物提取物(ACE)为成膜物质,在Q235钢表面自组装得到缓蚀膜。通过极化曲线和电化学阻抗谱测试研究了该自组装膜对Q235钢在1 mol/L HCl溶液中的缓蚀性能。结果表明,该自组装膜对Q235钢的阴、阳极腐蚀反应均有抑制作用,可明显减缓Q235钢在盐酸溶液中的腐蚀,且缓蚀作用随ACE质量浓度的增大而增强。ACE分子在Q235钢表面的吸附遵从Langmuir和Frumkin吸附模型,为单分子层吸附,吸附分子之间存在横向吸引力。     

3-丁基5，5-二甲基海因咪唑季铵盐的 合成及缓蚀性能

以5,5-二甲基海因、1,4-二溴丁烷和咪唑为原料,经季铵化反应合成了一种化合物3-丁基-5,5-二甲基海因咪唑季铵盐(BDMHI),产率为62.9%,通过FTIR、~1HNMR、~(13)CNMR对产物结构进行了表征;采用失重法、极化曲线法、交流阻抗法、原子力显微镜研究了BDMHI在质量分数为6%的盐酸腐蚀介质中对Q235钢的缓蚀性能,并探讨了其在Q235碳钢表面的吸附行为。结果显示,在ρ(BDMHI)=1.0 g/L时,缓蚀效率可达91.25%;添加ρ(BDMHI)=0.05~0.8 g/L的缓蚀剂后,阴、阳极反应作用系数fc、fa均小于1且数值相近,表明能同时抑制Q235钢腐蚀的阴、阳极反应过程;缓蚀剂在Q235钢金属表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,属于以化学吸附为主的混合吸附。     

威灵仙提取液的Q235钢缓蚀性能

实验研究了威灵仙提取液的制备及其对模拟工业循环冷却水中Q235钢的缓蚀性能。紫外吸收光谱、电化学极化曲线、阻抗谱以及腐蚀失重等实验结果表明,综合考虑溶出率与缓蚀率,80℃水溶提取效果好于醇、酸助提;提取液投加量为7.52×10-3 g/m L时对Q235钢的缓蚀率达92.1%、腐蚀速率降至0.043 0 mm/a;缓蚀类型属于阳极型腐蚀抑制。     

咪唑啉缓蚀剂对J55钢的缓蚀性能研究

以油酸、二乙烯三胺、氯化苄为原料合成反应得到咪唑啉季铵盐缓蚀剂。通过失重法和极化曲线法研究了这种咪唑啉化合物在模拟油田地层水中对J55钢的缓蚀性能,并通过金相显微镜观察了J55钢表面的腐蚀形貌。结果表明,咪唑啉季铵盐缓蚀剂在酸性油田地层水中对J55钢有较好的缓蚀效果。     

聚(半胱胺-CO-乙二醇二缩水甘油醚)在氨基磺酸溶液中对Q235碳钢的缓蚀性能研究

选用半胱胺盐酸盐和乙二醇二缩水甘油醚为反应原料,合成了聚(半胱胺-CO-乙二醇二缩水甘油醚),利用红外光谱等对其结构进行了分析表征,采用静态失重法、极化曲线等方法研究了其在氨基磺酸溶液中对Q235碳钢的缓蚀性能,并与十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐进行了缓蚀性能比较,结果表明：聚(半胱胺-CO-乙二醇二缩水甘油醚)是一种混合抑制型缓蚀剂,性能与十七烯基胺乙基咪唑啉季铵盐相当,当合成产物投加浓度为40 mg/L时,Q235碳钢腐蚀速率为0.815 5 g/(m²·h),低于GB/T 25146—2010中规定碳钢腐蚀速率实验室验证结果≤2 g/(m²·h)的控制指标要求。     

壳聚糖与CTAB复合缓蚀剂对Q235钢的缓蚀性能研究

采用失重法、交流阻抗法和极化曲线法研究了盐酸介质中壳聚糖及其与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复合缓蚀剂对Q235钢的缓蚀性能。测试结果表明,单独使用壳聚糖作为缓蚀剂,对Q235钢表面有较强的缓蚀性能。当壳聚糖的质量浓度为0.1 g/L时,在1.0 mol/L的盐酸介质中30℃腐蚀24 h,3种方法测得的缓蚀效率均达到85%以上;加入CTAB后,缓蚀性能明显增强,CTAB的质量分数为10%时,缓蚀效率达到了92%以上。2种缓蚀剂在Q235钢表面吸附机理不同且吸附过程相互补充,因此二者复配后缓蚀性能加强。     

一种新型联吡啶双子季铵盐的合成及缓蚀性能

以4,4'-联吡啶和氯化苄为原料,经季铵化反应制备了化合物1,1?-二苄基-4,4?-联吡啶双子季铵盐(PBA),产率为76.3%,通过FTIR、~1HNMR对产物结构进行了表征;利用失重法、电化学技术、AFM考察了PBA对1 mol/L盐酸溶液中Q235钢的缓蚀作用和其在Q235钢表面的吸附行为。结果表明,PBA是一种同时抑制阴、阳极的混合型缓蚀剂,缓蚀率随PBA浓度的增加而增加,随温度的升高而略有降低。当PBA质量浓度为80 mg/L时,缓蚀率可达96.53%。PBA在Q235钢表面的吸附为放热反应,遵循Langmuir等温式,是以化学吸附为主的混合型吸附。PBA在钢表面形成了一层致密的保护膜,大大阻碍了钢腐蚀。使用量子化学法研究了PBA的缓蚀机理,结果表明,PBA的活性区域集中于苯环和杂环上,且PBA分子接受电子的能力大于提供电子的能力。     

两种甲基丙烯酸二甲氨乙酯基季铵盐的合成及缓蚀性能

以甲基丙烯酸二甲氨乙酯为母体，分别以氯丙烯和氯化苄为桥连基设计合成了两种季铵盐（DMA-1和DMA-2）。利用红外光谱、核磁共振氢谱证实了所得产物与设计相一致。再依次通过失重实验、电化学实验、AFM、接触角等手段测试了Q235钢在含有DMA-1 和DMA-2的1mol/L盐酸中的缓蚀性能，探讨了其在Q235钢表面的吸附和缓蚀机理。结果显示：在较高温度下，DMA-1和DMA-2仍能牢固吸附在Q235钢表面，当所加入缓蚀剂的浓度为100 mg/L 时，缓蚀率均可达92.7%以上，显示出良好的缓蚀性能，且 DMA-1比DMA-2具有更好的缓蚀效果。热力学计算结果表明DMA-1和DMA-2在Q235钢表面的吸附是化学吸附，过程自发、放热，且符合Langmuir等温吸附，属于良好的阳极型缓蚀剂。量子化学计算结果表明了DMA-1更容易提供或接受电子，进一步研究了DMA-1和DMA-2的分子结构与活性位点。     

烯丙基硫脲对金属材料在盐酸中的缓蚀性能研究

文章通过静态失重法和电化学法对缓蚀剂烯丙基硫脲在盐酸体系中对金属材料的缓蚀性能进行了研究。分别考察了不同缓蚀剂浓度、挂片温度及不同金属材料等情况下烯丙基硫脲的缓蚀性能。结果表明,烯丙基硫脲对Q235碳钢的缓蚀性能较好,失重法实验结果表明,在20℃下,0.5 mol/L盐酸溶液中加入100 ppm烯丙基硫脲对不锈钢的缓蚀率可达93%;0.5 mol/L盐酸溶液中加入50 ppm烯丙基硫脲对Q235碳钢的缓蚀率可达94%。电化学法实验结果则表明,当烯丙基硫脲浓度达到1000 ppm时,对不锈钢的缓蚀率达到97%,对Q235碳钢的缓蚀率可达98%。     

咪唑啉复配物缓蚀性能的评价

将咪唑啉型缓蚀剂与其它三种物质进行复配得到一种新型缓蚀剂。利用静态失重法测定了采用咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质及乙烯压缩单元混合液中Q235钢的腐蚀速度和相应的缓蚀效率,同时考察了该缓蚀剂的抗乳化性能。结果表明,该咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中对Q235钢具有较强的缓蚀能力。在pH=4盐酸溶液中,温度是40℃,腐蚀时间为6h及缓蚀剂加入浓度为100μg/g时缓蚀率达到了97．9％,腐蚀速率仅为O．0008mm／a,远低于我国石油天然气行业标准规定的指标,并且该缓蚀剂具有良好的抗乳化性能。     

咪唑啉衍生物在含有饱和CO2的10%NaCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能研究

合成了三种不同结构的咪唑啉季铵盐YZS、ZLS和YS,采用线性极化和动电位扫描研究了三种缓蚀剂对Q235钢在90℃下CO2饱和的10%NaCl体系中的缓蚀效率。结果表明,三种缓蚀剂的作用类型为以阳极抑制为主的混合型缓蚀剂,其中YZS的缓蚀效率最高,ZLS的缓蚀效率最低,且YZS和YS缓蚀剂存在一个吸附饱和浓度。     

细菌胞外物质中糖类对Q235钢的腐蚀研究

细菌及其胞外物质是影响金属腐蚀的重要原因之一。细菌胞外物质的构成较为复杂,各组分对腐蚀的影响也各有不同。主要研究了细菌胞外物质中糖类对Q235钢腐蚀的影响,采用静态失重、电化学等方法研究胞外物质中含量较高的3种常见糖类(葡萄糖、鼠李糖和海藻糖)及其混合物在1 mol/L Na2SO4溶液中对Q235钢的缓蚀作用。结果表明,当糖类的质量浓度在10 g/L时,糖类及其混合物在溶液中对Q235钢都有一定的缓蚀作用,缓蚀率均能达到30%左右,但其效果与铁细菌的氧化作用相比甚微。     

钼酸盐复配体系对碳钢缓蚀作用研究

本文采用腐蚀失重、电化学阻抗谱、极化曲线和扫描电镜(SEM)等方法研究了钼酸钠及其与磷酸氢二钠的复配体系在3.5%NaCl介质中对碳钢的缓蚀性能。结果表明,与钼酸钠单独使用时相比,与磷酸氢二钠的复配使用能够提高其缓蚀效率。当钼酸钠与磷酸氢二钠两种缓蚀剂的复配比为3∶7时,对Q235的缓蚀效果最佳,缓蚀效率达到90%,能更有效地抑制碳钢的腐蚀。     

离子液体在甲醇/硫酸介质中对Q235钢表面的缓蚀性能

探究硫酸存在时Q235钢在甲醇中的腐蚀行为，以及离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[Bmim]Cl）对金属表面的缓蚀作用。通过静态失重法、电化学测试、扫描电子显微镜来测定[Bmim]Cl对Q235钢的缓蚀性能。并利用量子化学计算和分子动力学模拟分析[Bmim]Cl分子的缓蚀机理。在甲醇中随着硫酸含量的增加碳钢的腐蚀速率增加。含有59.51 ml 0.05 mol·L^-1 H₂SO₄的甲醇溶液作为腐蚀介质时，随着[Bmim]Cl浓度升高，缓蚀效率逐渐增大，当浓度为0.6 mol·L^-1时，缓蚀效率达到最佳值，为90.63%，且[Bmim]Cl是主要控制阳极反应的混合抑制剂，SEM分析表明在含有缓蚀剂溶液中浸泡后的Q235钢表面相对于未加缓蚀剂更加平整。前线轨道分析和Fukui指数都表明，离子液体在碳钢表面的吸附位点分布在咪唑环上，与Fe发生化学吸附。分子动力学模拟结果表明缓蚀剂分子以阳离子[Bmim]⁺平行吸附于金属表面，阴离子Cl^-扩散在溶液中的方式达到缓蚀的效果。理论计算结果与实验结果一致，即[Bmim]Cl在甲醇/硫酸水溶液中对Q235钢具有很好的缓蚀作用，为新型离子液体缓蚀剂研究应用奠定了基础。     

Synthesis,Characterization and Inhibition Performance of Vanillin‐Modified Chitosan Quaternary Ammonium Salts for Q235 Steel Corrosion in HCl Solution

In order to enhance the solubility of chitosan in water and its corrosion inhibition performance on Q235 steel in 1 M HCl solution, N‐vanillyl‐O‐2′‐hydroxypropyltrimethylammonium chloride chitosan (VHTC) was synthesized. The structure of VHTC was characterized by FT‐IR and ¹H‐NMR spectroscopy. The corrosion inhibition performance of VHTC on Q235 steel in 1 M HCl solution was studied by weight loss, polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and stereo microscope analysis. Experimental results indicate that VHTC shows better inhibition efficiency compared to chitosan. When the concentration of VHTC increases to 200 mg L^?1, the inhibition efficiency reaches 90 %, which is almost equal to the conventional corrosion inhibitors (e.g., imidazoline). The polarization study demonstrates that VHTC is a mixed‐type inhibitor caused by a geometrical blanketing effect. The charge transfer resistance is proportional to the inhibitor concentration as revealed by the EIS results, indicating that the protective film on the Q235 steel surface is formed by adsorption of the inhibitor molecules. The inhibition efficiency of VHTC achieves the maximum value within 24 h when the concentration of VHTC is 200 mg L^?1. The morphology observation of the corroded steel surface indicates that the corrosion of Q235 steel in 1 M HCl solution is significantly inhibited after introducing VHTC into the acidic solution.