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。     

锅炉水中咪唑啉缓蚀剂对碳钢的缓蚀行为

以油酸和二乙烯三胺为反应物、二甲苯为带水剂,制备烷基咪唑啉类缓蚀剂,对该缓蚀剂的合成条件、分子结构与在锅炉水系统的缓蚀性能的关系进行了研究.结果表明,最佳合成条件为酸胺比为1:1.4,带水剂体积占反应物总体积的20%,在145℃左右回流,逐步升温至210℃,回流8 h,产物的收率为96.5%,烷基咪唑啉衍生物的用量为20 mg/L时在锅炉水中缓蚀率可达90%以上;该缓蚀剂抑制腐蚀的原因是在碳钢表面缓蚀剂吸附成膜,有效阻挡了钢表面与水的接触.     

咪唑啉酰胺在HCl/NH_4Cl-H_2O和H_2S/NH_4HS-H_2O体系中对碳钢的缓蚀性能

采用失重法、电化学测试法,并结合扫描电镜和原子力显微镜观察,研究了在50℃条件下,N-(2-辛基-2咪唑啉)三亚乙基四酰胺(咪唑啉酰胺)分别在HCl/NH_4Cl-H_2O和H2S/NH_4HS-H_2O体系中对碳钢的缓蚀性能。结果表明:N-(2-辛基-2咪唑啉)三亚乙基四酰胺加量为15mg/L时,缓蚀率接近90%,缓蚀效果明显;该缓蚀剂为抑制阳极型缓蚀剂,溶液中加入缓蚀剂后,碳钢试样形成较长的钝化区间,交流阻抗半径大,腐蚀电流明显减小。形貌观察显示N-(2-辛基-2咪唑啉)三亚乙基四酰胺能够在碳钢表面形成致密的保护膜。     

NaCl水溶液中缓蚀剂控制电偶腐蚀的研究

用电化学方法和原子力显微镜及红外光谱分析技术研究了阳离子缓蚀剂(咪唑啉衍生物)在电偶电极上的吸附行为及其对电偶腐蚀的抑制作用.结果表明,在NaCl水溶液中,缓蚀剂只吸附在碳钢表面,而不吸附在不锈钢表面;当碳钢与不锈钢耦合后,缓蚀剂在偶对的阴极(不锈钢)和阳极(碳钢)都有吸附.缓蚀剂在偶对阳极(碳钢)上的覆盖度小于在单独碳钢上的覆盖度,并且缓蚀剂与前者表面的结合力也有所降低.电偶对中碳钢的腐蚀归因于缓蚀剂的覆盖度与结合力减小的双重因素.     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究——Ⅶ.H2S溶液中咪唑啉衍生物对碳钢腐蚀电极过程的影响

利用电化学测试技术，在H2S溶液中分别研究了14种咪唑啉衍生物浓度的变化对其缓蚀性能以及碳钢腐蚀电化学过程的影响，并对其缓蚀作用过程、缓蚀类型进行了分析探讨。结果表明，随药剂浓度升高，体系的自腐蚀电流和电极表面电容迅速减少，极化电阻增大，表明缓蚀剂分子在电极表面的吸附随药剂浓度的增加而增加，屏蔽效应增强；咪唑啉分子结构中憎水支链的长短对其缓蚀作用类型有重要影响，随支链中碳原子增加，化合物的缓蚀作用类型逐渐由阴极型向阳极型转变；按其对电极过程作用性质的不同，所研究的14种咪唑啉衍生物可分为阳极阴极缓蚀剂两组，其缓蚀作用主要是由于咪唑啉分子在电极表面的化学吸附所至。     

三苯环咪唑啉季铵盐的合成与缓蚀性能

利用两步法合成了三苯环咪唑啉季铵盐缓蚀剂(简称Q ATI)，并对其结构进行了表征，通过腐蚀失重法、电化学测定等方法对其在HCl、H2SO4 酸洗液中对碳钢的缓蚀效果进行测定.结果表明，三苯环咪唑啉季铵盐缓蚀性能优异.同时探 讨了其缓蚀机理.     

酸洗缓蚀剂ZZF缓蚀性能研究

采用失重法、动电位扫描法、电化学交流阻抗法和SEM分析,研究了咪唑啉类缓蚀剂ZZF的缓蚀性能.结果表明:在50℃的5%HC l溶液中,4 mmol/L ZZF缓蚀剂能有效地提高碳钢的耐蚀性能;ZZF的缓蚀作用机理系几何覆盖效应,它在金属表面吸附成膜后,使阴极和阳极过程都受到了阻滞;ZZF试样膜质均匀、致密,厚度为6μm;根据EIS提出了相应的特征等效电路.     

柠檬酸介质中咪唑啉复配缓蚀剂对碳钢的缓蚀作用

采用失重法、极化曲线法研究了咪唑啉与KI的复配缓蚀剂在4%(质量浓度,下同)柠檬酸溶液中对碳钢的缓蚀协同作用。结果表明,复配缓蚀剂可有效抑制45#碳钢在柠檬酸溶液中的腐蚀,当缓蚀剂总浓度为0.4%时,咪唑啉和KI浓度比为3:1时缓蚀效果最好。极化曲线表明该复配缓蚀剂为混合型缓蚀剂。     

原油与高压CO_2共存条件下咪唑啉缓蚀剂的作用行为研究

采用动态失重挂片、高温高压电化学测试、接触角测试及扫描电镜等手段,在80℃、2.5 MPaCO_2条件下模拟饱和CO_2油田采出水,研究原油与高压CO_2共存条件下咪唑啉缓蚀剂对N80钢的缓蚀作用。结果表明:在含有咪唑啉缓蚀剂的腐蚀介质中加入原油后,电极的开路电位有所增加,电极的电荷传递电阻显著变大,碳钢对水的润湿性明显降低,缓蚀剂在金属表面覆盖更完整,原油显著增强了咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能。     

咪唑啉缓蚀剂在CO_2/H_2S共存体系中的构效关系研究

合成了4种具有不同亲水基的油酸基咪唑啉衍生物。使用接触角测试、原子力力曲线、动态失重实验和分子动力学模拟研究了它们在20#碳钢表面的亲水和疏水性以及在CO2/H2S共存环境中不同流速下对20#碳钢的缓蚀行为。结果表明:静态条件下,侧链含有两个胺基乙撑的咪唑啉的缓蚀效果最好,在缓蚀剂浓度为100 mg/L时,缓蚀率达86.8%;流速为5.5 m/s时,侧链含有3个胺基乙撑的咪唑啉的缓蚀效果最好,在缓蚀剂浓度为100 mg/L时,缓蚀率达73.6%;咪唑啉缓蚀剂的疏水性、粘附力和吸附能均随胺基乙撑数的增多而逐渐增强。     

Influence of pH on corrosion behavior of carbon steel in simulated cooling water containing scale and corrosion inhibitors

In this paper, the influence of pH on the corrosion behavior of AISI 1020 carbon steel in simulated cooling water was investigated by using electrochemical and surface analysis methods. The results of polarization showed that the corrosion resistance of carbon steel increased with an increase in pH of the simulated water, and the corrosion control process changed from cathodic polarization to anode polarization control. The scale and corrosion inhibitor 2-phosphonobutane-1,2,4-tricarboxylic acid (PBTCA) had a certain anodic corrosion inhibition effect on carbon steel, whereas Zn²⁺ acted as a cathodic inhibitor for carbon steel in simulated water with pH 7–9. In simulated water containing both PBTCA and Zn²⁺, a good synergistic corrosion inhibition was found between PBTCA and Zn²⁺, and their corrosion inhibition effect on carbon steel was the best at pH 8. This was attributed to the formation of Zn(OH)₂ precipitate film in the cathode region and the formation of Zn–PBTCA complex film in the anode region at this pH.     

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。     

钼酸锂的制备及其对碳钢在溴化锂溶液中的缓蚀作用

 采用中和法制备钼酸锂，通过静态挂片法研究了钼酸锂对碳钢在溴化锂溶液中缓蚀的作用，并通过极化曲线探讨其缓蚀作用的机理，用扫描电镜观察形成的表面膜形态，用X-射线衍射法对形成的表面膜层结构进行分析.实验表明钼酸锂对碳钢在溴化锂溶液中有一定的缓蚀作用，其中添加0.020 mol/L钼酸锂和0.20 mol/L 氢氧化锂显著抑制溴化锂溶液对碳钢的腐蚀，其可能是在碳钢表面形成一层三氧化二铁、钼酸锂和三氧化钼组成的钝化镆，阻滞阳极反应从而起到缓蚀作用.     

钼酸盐复合缓蚀剂对海水中碳钢的缓蚀作用

采用失重法、极化曲线法和表面分析技术对钼酸盐复合缓蚀剂的缓蚀性能进行了研究,并通过试验确定了与钼酸盐有较好协同缓蚀效应的缓蚀剂配方。结果表明,单一钼酸盐对海水中碳钢的缓蚀率随着钼酸盐浓度的增加而增加,但钼酸盐浓度低于30 mg/L时存在加速碳钢腐蚀的情况。当钼酸盐为40 mg/L、有机膦酸盐(HEDP)为10 mg/L、Zn2 为4 mg/L、葡萄糖酸盐为50 mg/L时,该缓蚀剂对海水中碳钢的缓蚀率超过90%。钼酸盐复合缓蚀剂为阳极型缓蚀剂,海水中添加了缓蚀剂后碳钢试片表面形成了以氧化铁为主要成分,同时含有钼和磷的混合型沉淀膜。     

噻唑衍生物的缓蚀润滑性能及其在N80钢表面的吸附行为

合成了一种新型的噻唑类缓蚀润滑剂ACPP，并用红外光谱对产物进行了表征和分析。采用失重法、电化学方法等研究了ACPP在3%(质量分数)NaCl和15%HCl溶液中对N80钢的缓蚀性能，采用极压润滑仪评价了其在钻井液中的润滑性能和持效性，采用扫描电镜观察了表面形貌，探讨了缓蚀润滑机理。结果表明：在CO₂饱和的3%NaCl溶液中，ACPP能将腐蚀控制在0.076 mm/a以下；在15%HCl溶液中，腐蚀速率能降低至3 g/(m²·h)；其使钻井液的润滑系数降低率达81.64%；研究表明ACPP是阳极型缓蚀剂，在N80钢上的吸附满足Langmuir等温式，缓蚀润滑机理主要表现为其在金属表面覆盖并生成了牢固致密的吸附膜。     

Corrosion Performance of Carbon Steel in CO_2 Aqueous Environment Containing Silty Sand with Different Sizes

Corrosion performance of carbon steel in CO_2 aqueous environment containing silty sand with different sizes was investigated by immersion tests and electrochemical measurements.Silty sand could form an adsorption layer on steel surface in initial period,and the sand adsorption layer was turned into a mixture film of silty sand with corrosion product in last period.The adsorption layer in 325 mesh condition(large size)had the fewest pores for H_2CO_3 transport,exhibiting the highest cathodic current inhibition.In spite of little corrosion product,the sand adsorption film formed in 325 mesh condition induced the lowest corrosion rate.For 1000 and 5000 mesh silty sand,the sand adsorption layer had some pores for H_2CO_3 transport,leading to low cathodic current inhibition and much matrix dissolution.But the adsorption layer for5000 mesh silty sand(small size)had the largest special surface area to accelerate heterogeneous precipitation of corrosion product FeCO_3.Therefore,the mixture film in 5000 mesh condition was more compact,exhibiting stronger anodic inhibition and lower corrosion rate than those in 1000 mesh condition.     

苯并三唑对碳钢/铜合金电偶腐蚀行为的影响

目的 研究NaCl溶液中苯并三唑(BTA)对碳钢/铜合金电偶腐蚀行为的影响.方法 使用丝束电极(WBE)技术和电化学阻抗谱(EIS)技术研究在未添加和添加BTA的NaCl溶液中,丝束电极表面的电位分布、电流密度分布和电化学阻抗谱演化,同时对比分析碳钢区域与铜合金区域的阻抗谱特征.结果 在未添加BTA的条件下浸泡72 h...     

HCl介质中巯基三唑缓蚀吸附膜对碳钢的保护时间的研究

 合成两种新型巯基三唑缓蚀剂，利用交流阻抗测试(EIS)结果，建立了10 M HCl介质中缓蚀剂吸附膜对碳钢缓蚀保护作用时间的预测方程，分析了预膜时间和金属表面状态等因素对缓蚀吸附膜保护时间的影响.