双苯并咪唑化合物对碳钢在H2SO4溶液中的缓蚀作用

通过腐蚀失重法、电化学法和扫描电镜等方法研究了双苯并咪唑化合物(BBB)对碳钢在0.25 mol/LH2SO4溶液中的缓蚀行为.结果表明,双苯并咪唑化合物缓蚀性能优异,缓蚀效率随缓蚀剂浓度增大而升高,且为同时抑制碳钢腐蚀阴阳极过程的混合型缓蚀剂.在碳钢表面的吸附符合Langmuir等温吸附规律.     

环境友好型含辣椒素缔合物的缓蚀性能评价

目的 合成一种新型的环境友好型缓蚀剂，并研究缓蚀剂对Q235低碳钢在1 mol/L盐酸溶液(25 ℃)中的缓蚀性能。方法 将AM(丙烯酰胺)、MAA(甲基丙烯酸)、AMPS(2-丙烯酰胺-2-甲基丙磺酸)、AMHB(3-(丙烯酰胺基甲基)-2-羟基苯甲酰胺)和SMA(甲基丙烯酸十八酯)按照一定配比，通过加热搅拌合成出一种新型含有辣椒素衍生单体的疏水缔合物PAMAAS。利用失重法、电化学方法、表面分析手段以及理论计算评估PAMAAS的缓蚀效率。结果 PAMAAS对低碳钢具有优异的缓蚀性能，当质量浓度为2 g/L时，失重缓蚀效率最高能达到92.56%。单体对照的失重实验结果表明，聚合物的缓蚀效率高于单体的缓蚀效率。电化学实验测试表明，当缓蚀剂质量浓度为2 g/L时，缓蚀效率可以达到92%左右。通过交流阻抗测试分析以及接触角测试可知，PAMAAS缓蚀剂在碳钢表面形成了一层高疏水性(141.2°)的吸附膜。扫描电镜和激光共聚焦显微镜发现，在有缓蚀剂存在下，碳钢表面得到了非常好的保护。通过吸附模型的拟合分析得知，缓蚀剂PAMAAS是以化学吸附为主的混合吸附方式吸附在低碳钢表面，并且其吸附模型遵循Langmuir吸附等温线，其拟合回归系数达到0.9999。对聚合物单体的量子化学计算表明，聚合物的缓蚀性能要优于单体的缓蚀性能，这与单体对照的失重实验结果相一致。结论 PAMAAS是一种高效环保的混合抑制型缓蚀剂。     

高氯油田水溶液中咪唑类缓蚀剂的性能

采用失重试验和电化学方法研究了苯并咪唑及6-硝基苯并咪唑两种缓蚀剂在含氯油田水溶液中对Q235钢的缓蚀作用,并探讨其缓蚀机理,研究了两种缓蚀剂添加量对缓蚀效率的影响。结果表明,苯并咪唑及6-硝基苯并咪唑缓蚀剂都具对Q235钢有明显的缓蚀作用,苯并咪唑缓蚀率随着浓度增大呈现增大趋势,浓度为1.0g/L时缓蚀效果最好,缓蚀率达90.41%;6-硝基苯并咪唑的缓蚀率随着浓度的增大具有极值效应,当浓度为0.5g/L时,最大缓蚀率为84.78%。极化曲线和电化学阻抗谱试验结果与失重法的结果一致,都表明在油田水溶液中苯并咪唑的缓蚀率较6-硝基苯并咪唑高。苯并咪唑的缓蚀效果较6-硝基苯并咪唑更好,且两种缓蚀剂在Q235钢表面的吸附都为自发过程,符合Langmuir吸附等温式。     

盐酸介质中双子表面活性剂对N80钢的吸附缓蚀性能

采用静态失重法、电化学方法和扫描电镜等方法,研究了一种双子表面活性剂(DBA2-12)对N80钢在盐酸介质中的吸附缓蚀性能。结果表明,DBA2-12对N80钢在1 mol/L的盐酸溶液中具有较好的缓蚀性能。随着缓蚀剂浓度的增加,缓蚀率增大;随着实验温度升高,缓蚀率减小。该缓蚀剂在N80钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温式,是一种混合抑制型缓蚀剂。     

新型苯并咪唑衍生物的合成及其缓蚀行为

采用地沟油水解副产物甘油和多聚甲醛制备了1,3-二氧杂环戊-4-酸(DIC)中间体,再使用DIC与邻苯二胺及其衍生物进行酰胺化-环化反应合成了三种新的目标产物2-(1',3'-二氧五环-4'-基)苯并咪唑(OBCI)、1-甲基-2-(1',3'-二氧五环-4'-基)苯并咪唑(MBCI)和1-苯基-2-(1',3'-二氧五环-4'-基)苯并咪唑(PBCI);采用浸泡试验、电化学试验和扫描电子显微镜(SEM)等研究了这三种化合物在5%(质量分数)HCl溶液中对Q235钢的缓蚀作用。结果表明:三种缓蚀剂在5%HCl溶液中对Q235钢都具有良好的缓蚀效果,缓蚀率随着缓蚀剂含量的增加而增大,当缓蚀剂质量浓度为100mg/L时,失重法测得的最大缓蚀率均超过97%;三种缓蚀剂在Q235钢表面的吸附规律均符合Langmiur吸附等温式,吸附过程为自发进行的化学吸附。     

酸性介质中氮杂环类缓蚀剂在碳钢上的吸附行为

合成了一种新型含氮杂环有机物:2-(4-叔丁基-苯甲基硫)-5-(1,2,4-三氮唑)-甲基-(1,3,4-噁二唑)(TBTO),通过交流阻抗、动电位极化、失重实验研究了其在酸性介质中的缓蚀效率,并用扫描电镜方法分析了碳钢表面的腐蚀形貌变化.结果表明:TBTO在0.5mol/L H2SO4中对Q235钢的缓蚀作用高达96.2%,能同时抑制碳钢腐蚀的阴、阳极反应过程;化合物在碳钢表面上的吸附行为服从Langmuir吸附等温式.同时用量子化学中的从头算方法对缓蚀剂的分子结构与缓蚀性能的关系进行了研究.     

2-(4-吡啶基)苯并咪唑对碳钢的缓蚀行为

采用失重法、极化曲线和电化学阻抗谱(EIS)等方法对2-(4-吡啶基)苯并咪唑(PBI)在盐酸体系中对碳钢的缓蚀行为进行了研究。结果表明,PBI对碳钢的腐蚀具有优良的抑制作用,其缓蚀效率随着缓蚀剂浓度的增大而升高,随着温度升高和盐酸浓度增大而下降。PBI能够自发吸附在碳钢表面,其吸附遵循Langmuir吸附等温式。     

几种氨基酸类缓蚀剂在铁表面吸附的 第一性原理研究

目的 氨基酸是一类重要的环境友好型金属有机缓蚀剂,研究缓蚀剂分子在金属表面的吸附行为,对深入理解缓蚀机理及设计新型缓蚀剂分子有重要的理论意义.方法 基于第一性原理框架下的原子轨道线性组合方法,采用Dmol3软件研究了甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸三种分子在铁表面的吸附行为.首先对铁晶体表面的形貌学参数进行了计算,然后选取合适的晶面作为吸附表面.最后通过计算三种分子在铁表面的吸附能和分波态密度等参数分析缓蚀机制.结果 铁的三种常见晶面中,Fe(110)面为最佳吸附表面.三种氨基酸分子在Fe(110)表面呈竖直型吸附构型,甘氨酸、丙氨酸和亮氨酸的吸附能绝对值大小分别为2.233、2.254、2.472 eV,这与其实验缓蚀效率大小顺序相一致.结论 缓蚀剂分子吸附可导致金属基底的功函数减小.Hirshfeld电荷分析表明,吸附过程中存在从氨基酸分子到Fe(110)表面的电子转移现象.态密度分析表明,氨基酸分子中的活性原子与铁表面原子形成了共价键,键能的大小对缓蚀剂分子的缓蚀效率起决定性作用.     

HJ曼尼希碱缓蚀剂的合成及其性能

采用糠醛、苯乙酮和水合肼合成了HJ曼尼希碱缓蚀剂。通过静态失重法和电化学方法评价了该缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。静态失重法表明,N80钢片在加有1.0%(质量分数)HJ曼尼希碱的15%(体积分数,下同)盐酸溶液中的腐蚀速率为0.623 5g·m~(-2)·h~(-1),远低于SY/T5405-1996标准中的一级标准。电化学测试结果表明,该缓蚀剂是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂。该缓蚀剂在N80钢表面上的吸附行为服从Langmiur吸附等温式。     

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。     

水杨醛类吡啶甲酰腙席夫碱对碳钢在海水中缓蚀行为的研究

合成了3种水杨醛类吡啶甲酰腙席夫碱化合物(L1、L2、L3)。以失重法、电化学方法、扫描电镜和分子动力学模拟方法考察它们在海水中对低碳钢的缓蚀行为,探讨其缓蚀机理和吸附行为。结果表明,3种酰腙席夫碱属混合型缓蚀剂,在海水中均能有效的抑制碳钢的腐蚀。缓蚀能力的大小遵循L3>L2>L1,失重实验显示当L3浓度为2.8×10-4mol/L时,缓蚀率最大为87.8%。其在碳钢表面上的吸附符合Langmuir吸附等温式,是自发放热吸附过程,吸附机理为化学吸附,扫描电镜和分子动力学模拟结果也证明了3种酰腙席夫碱特别是L3可有效的抑制海水对低碳钢的腐蚀。     

Benzimidazole derivatives as corrosion inhibitors for zinc in acid solution

The corrosion inhibition characteristics of 2-mercapto benzimidazole (MBI), 2-mercapto benzimidazolyl-ethyl acetate (MBEA), 2-hydroxy benzimidazole (HBI) and 2-hydroxy 5-nitro benzimidazole (HNBI) on zinc corrosion in 0.1 M hydrochloric acid were investigated by weight loss and potentiodynamic polarization techniques. The inhibition efficiency increased with increase in inhibitor concentration but decreased with increase in temperature. The adsorption of MBI and MBEA obeyed Langmuir’s adsorption isotherm but HBI and HNBI followed Temkin’s adsorption isotherm. Thethermodynamic functions for adsorption processes were evaluated. The existence of film on metal surface in presence of inhibitors was established by scanning electron microscopy (SEM) images.     

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。     

Molecular dynamics and density functional theory study on relationship between structure of imidazoline derivatives and inhibition performance

The inhibition performance of two imidazoline derivatives, 3-ethylamino-2-undecyl imidazoline (EUI) and chloride-3-ethylamino-3-(2,3-two hydroxyl) propyl-2-undecyl imidazoline sodium phosphate(CEPIP), for Q235 steel in CO₂ saturated solution at 298 K have been tested by weight loss experiment and electrochemical techniques. The adsorption behavior of the two inhibitors on Fe surface has been studied using molecular dynamics (MD) method and density functional theory. The results indicated that the two imidazoline derivatives could both adsorb on the Fe surface firmly through the imidazoline ring and heteroatoms, the two inhibitors both have excellent corrosion inhibition performance.     

Inhibition effect of 4-phenylthiazole derivatives on corrosion of 304L stainless steel in HCl solution

Some 4-phenylthiazole derivatives were tested as corrosion inhibitors for 304L stainless steel in 3.0 M HCl using weight loss and galvanostatic techniques. The results showed that the inhibition efficiency increases with increasing the concentration of the 4-phenylthiazole derivatives. Polarization measurements showed that these derivatives act as mixed-type inhibitors. The adsorption of these inhibitors on the surface of stainless steel follows Temkin’s adsorption isotherm and kinetic model. The effect of temperature on the corrosion was investigated by the weight loss method and some thermodynamic parameters were calculated. The synergistic influence caused by thiocyanate ion on the inhibition of corrosion of 304L stainless steel in 3.0 M HCl in the presence of 4-phenylthiazole derivatives has been studied using weight loss method. The inhibition action of these 4-phenylthiazole derivatives was discussed in terms of its adsorption on the metal surface.     

含氮有机物在盐酸溶液中对锌的缓蚀作用

采用失重法研究了在0．8mol／dm^3盐酸中，盐酸吖啶和溴代十六烷基吡啶对锌的缓蚀作用，求得相关吸附热力学参数。结果表明二者均对锌表现出较强的缓蚀作用，盐酸吖啶在锌表面的吸附属于放热反应，而溴代十六烷基吡啶在锌表面的吸附属于吸热反应。     

土酸溶液中苯扎溴铵对碳钢的缓蚀作用研究

采用失重法和电化学极化曲线研究了不同温度下苯扎溴铵对5%的土酸溶液中碳钢的缓蚀作用。实验结果表明,苯扎溴铵在碳钢表面产生单分子层吸附,并且满足Langmuir吸附规律;吸附过程为放热过程,随着温度的升高,吸附能力减弱,缓蚀效率下降;苯扎溴铵为混合型缓蚀剂。     

醇醚基双咪唑啉缓蚀剂的性能及机理研究

目的模拟CO_2强采工艺,研究醇醚基双咪唑啉缓蚀剂DIM-OE的缓蚀性能及机理,解决CO_2对整个注采及地面集输系统的低碳钢设备的腐蚀问题。方法采用傅里叶红外光谱仪对醇醚基双咪唑啉进行了分子结构表征,采用动态挂片法评价了DIM-OE在不同CO_2分压、不同温度、不同质量浓度下对N80的缓蚀性能,采用动电位极化曲线研究了DIM-OE的电化学机理,采用扫描电镜和EDS分析了N80腐蚀后的表面形貌和元素含量。结果随CO_2分压的增加,N80的腐蚀速率显著增大。N80的腐蚀速率随腐蚀介质温度的升高先是增大,后又明显下降。随着DIM-OE质量浓度的增加,腐蚀速率逐渐减小,缓蚀率逐渐增大,最终均趋于稳定,腐蚀速率最小为0.063 mm/a,缓蚀率均达到90%以上。DIM-OE为抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,其分子在N80表面的吸附为单分子层吸附,是物理吸附和化学吸附的共同作用。未加DIM-OE的N80表面腐蚀产物中的C、O元素质量分数较高,Fe元素的质量分数较低,腐蚀严重;加有200mg/LDIM-OE的N80表面腐蚀产物中的C、O元素质量分数较低,Fe元素的质量分数较高,腐蚀较轻。结论在CO_2强采工艺条件下,DIM-OE缓蚀剂分子在N80表面可形成稳定的吸附层,有效地抑制CO_2对N80钢片的腐蚀,具有较好的缓蚀作用。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的复配机理

通过电化学测试确定咪唑啉季铵盐(IM)和辛基酚聚氧乙烯醚(OP)两种缓蚀剂的最佳复配比,利用X射线光电子能谱(XPS)分析高温高压CO_2腐蚀条件下缓蚀剂在L245钢表面的吸附特性,结合分子动力学计算研究了复配缓蚀剂的缓蚀机理。结果表明:复配后IM缓蚀剂分子在金属表面吸附量增加,同时OP分子的吸附提高了IM缓蚀剂分子在金属表面的吸附覆盖程度,形成致密的保护膜,阻碍溶液中腐蚀性介质对金属表面的侵蚀,有效保护基体减缓腐蚀,从而使得IM和OP复配后的缓蚀率明显升高;IM与OP复配后缓蚀剂分子在Fe(001)表面的吸附强度增大,说明缓蚀剂分子的缓蚀性能本质上是由缓蚀剂分子与金属表面的电子转移行为所决定的。