酸性盐溶液中复合缓蚀剂对304不锈钢缓蚀作用的研究

为了研究不同缓蚀剂及复合型缓蚀剂对304不锈钢在酸性(pH=1)3.5%氯化钠溶液中的最佳缓蚀效果、最佳复配效果和最佳复配比例,采用失重法、电化学方法、表面形貌观察法、表面接触角和表面张力等表征方法对咪唑、硫脲、铬酸钾这三种物质的缓蚀效果及复配效果进行了研究.结果表明:失重法和表面形貌观察法均显示出三种物质都有一定的缓蚀效果,其缓蚀效率的大小关系为:硫脲铬酸钾咪唑,最佳缓蚀时间为24 h;通过极化曲线Tafel外推法、电化学阻抗谱法和表面形貌观察法等均可得出最佳复配效果为硫脲与铬酸钾复配;将100 ppm的硫脲5 mL和100 ppm的铬酸钾5 mL进行复配时(复配比为1∶1)通过表面接触角和表面张力的方法可得最小接触角为46.5°,最小表面张力71.9 mN/m,故最佳复配比为1∶1,即在硫脲与铬酸钾配比为1∶1且时间为24 h时,这种复合型缓蚀剂对304不锈钢的缓蚀效果最佳.     

J55油管钢抗CO_2腐蚀复配缓蚀剂的制备及其缓蚀性能

目前,对油田常用油管材料J55钢抗CO_2腐蚀复配缓蚀剂研究不足,以油酸咪唑啉季铵盐和喹啉季铵盐为缓蚀剂主剂,配以辅助剂和表面活性剂配制了3种复配缓蚀剂,利用失重试验、扫描电子显微镜测试和电化学测试研究了3种复配缓蚀剂在油田采出水介质中对J55油管钢的缓蚀性能。结果表明:这3种复配缓蚀剂均有良好的抗CO_2腐蚀效果,其中喹啉季铵盐与硫脲复配缓蚀效果最好,高压失重试验中,缓蚀剂浓度为100 mg/L时缓蚀率可达85%以上,常压电化学测试中,缓蚀剂浓度为40 mg/L时,缓蚀剂可达97.91%;油酸咪唑啉季铵盐与硫脲复配、喹啉季铵盐与硫脲复配的缓蚀剂为抑制阳极型缓蚀剂,喹啉季铵盐与六亚甲基四胺复配的缓蚀剂为混合型缓蚀剂。     

不同链长的吡啶基离子液体在盐酸中对N80钢的缓蚀行为

为获得较咪唑啉类更低浓度、更高效率的离子液体缓蚀剂,通过失重测试、电化学测试、扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)等研究了不同浓度的吡啶基离子液体B4MePyBr、O4MePyBr和硫酸二甲酯吡啶季铵盐缓蚀剂在盐酸中对N80钢的缓蚀行为.失重试验表明,3种缓蚀剂的缓蚀效率均随着添加浓度的增加而增加,25℃下当O4MePyBr添加浓度为10 mmol/L时,缓蚀效率能达到90％以上,且3种缓蚀剂的最大缓蚀效率排序为O4MePyBr＞B4MePyBr＞硫酸二甲酯吡啶季铵盐;电化学测试表明,3种缓蚀剂均为混合型缓蚀剂;表面形貌测试表明,缓蚀剂能够有效地吸附在碳钢表面,吸附膜层非常紧密;3种缓蚀剂在碳钢表面的吸附均遵循Langmuir吸附等温方程.     

高压阳极铝箔扩孔缓蚀剂的试验与理论研究

高压阳极铝箔在扩孔腐蚀溶液中加入缓蚀剂可提高铝箔的扩面效果,本文采用量子化学计算结合失重法、电化学阻抗法、扫描电镜实验,对硫脲、磺胺、油酸咪唑啉抑制铝箔电化学扩孔阶段的全面腐蚀进行理论研究。试验结果表明:油酸咪唑啉分子吸附活性中心集中在咪唑环上,与铝箔表面金属发生交互作用产生吸附,磺胺分子活性吸附中心在苯环以及N,O原子上,硫脲分子的吸附活性中心在S原子上。三种缓蚀剂在铝箔表面的吸附,有效缓解了扩孔时的并孔,提高了铝箔比电容。油酸咪唑啉在铝箔表面的吸附作用强,不容易进入蚀孔内部,对铝箔缓蚀扩面效果最好。     

2种四唑衍生物缓蚀剂在碱性介质中对铜的缓蚀性能和吸附行为

有机缓蚀剂能在金属表面发生吸附而降低金属的腐蚀速率,但目前对其在金属表面的吸附机理仍不十分清楚.合成了胍基四唑(GT)和1-(对甲基)苯基-5-巯基-1,2,3,4-四氮唑(MMT)2种缓蚀剂,用失重法和电化学法研究了2种缓蚀剂在5%NaHCO_3碱性介质中对铜的缓蚀性能和吸附行为.结果表明:MMT和GT属于阳极型缓蚀剂,对铜均有很好的缓蚀性能,且MMT的缓蚀效率大于GT;MMT和GT均在浓度为50 mg/L时缓蚀效率最大(90%以上);30～60℃时2种缓蚀剂的缓蚀性能随温度的升高而降低;2种缓蚀荆在铜表面的吸附都服从Langmuir吸附等温式,属于物理吸附.     

2-氨基苯并咪唑缩对甲基苯甲醛席夫碱的合成及缓蚀性能

采用静态失重、极化曲线、交流阻抗(EIS)方法测试席夫碱自组装膜在3.5％(质量分数)NaCl溶液中对铜的缓蚀作用,考察了浓度和时间两个因素.结果表明,当浓度为15 mmol/L,组装时间为14 h时,合成的缓蚀剂缓蚀性能较好,缓蚀率可达99.89％.表面形貌分析结果表明,席夫碱化合物在铜表面形成簇状物质.拉曼光谱分析结果表明,席夫碱通过咪唑环和C=N键垂直吸附于金属表面.光学接触角测量结果表明,缓蚀剂表面不易被浸润,疏水性较好.     

邻菲罗啉及其衍生物对盐酸中铜的缓蚀性能

邻菲罗啉(PHEN)及其衍生物可有效抑制金属及其合金在酸性介质中的腐蚀,但目前还未见其对铜材缓蚀的报道。采用失重法及扫描电镜(SEM)研究了PHEN及其衍生物2-苯基-1H-咪唑[4,5-f][1,10]邻菲罗啉(PIPH)这2种有机缓蚀剂在1 mol/L HCl溶液中对铜的缓蚀作用,并对其缓蚀机理进行探讨。结果表明:当缓蚀剂浓度为1.0 mmol/L、温度为30℃,吸附成膜时间4 h,2种缓蚀剂在1 mol/L HCl溶液中的缓蚀效率均达最大值,PHEN和PIPH对铜的缓蚀效率可分别达到96.4%和99.7%;2种缓蚀剂在铜表面的吸附均符合Langmuir吸附模型,且均为化学吸附。     

氢氟酸介质中铝的缓蚀剂的研制

研制了一种新型氢氟酸介质中铝的缓蚀剂,采用失重法和电化学方法对该缓蚀剂进行了评价。实验结果表明,该缓蚀剂用量为2．5％时,温度40~C以下,氢氟酸的质量分数在6Z以下时有非常好的缓蚀效果。该缓蚀剂为混合型缓蚀剂,对阳极和阴极过程都有抑制作用。     

温度对新型咪唑啉抑制CO2腐蚀的影响

关于温度对油田环境中咪唑啉缓蚀性能影响的研究较少。自制了硫脲基咪唑啉,研究对比了其在358K和298K下对CO2的缓蚀性能。采用失重法测定了该咪唑啉缓蚀剂在358K下对Q235-A钢在饱和CO2盐溶液中的缓蚀率;利用动电位极化曲线、交流阻抗法研究了Q235-A钢在饱和CO2盐溶液中温度对该缓蚀剂缓蚀行为的影响,探讨了吸附膜的形成与衰减规律。结果表明:该缓蚀剂对Q235-A钢的缓蚀作用具有浓度极值,极值浓度为40mg/L;2种温度下,该缓蚀剂都属于抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂,成膜速度较快,24h即可形成致密的吸附膜;低温条件下比高温时成膜更加紧实致密、稳定性好,膜寿命长。     

葡萄糖与甘氨酸反应产物对碳钢的缓蚀效果

为了解葡萄糖与甘氨酸反应产物对碳钢的缓蚀效果,采用失重法、电化学法并结合扫描电镜观察,研究了葡萄糖与甘氨酸反应产物(PGG)对碳钢在1 mol/L HCl溶液中的腐蚀抑制作用。结果发现:PGG对碳钢表现出很好的缓蚀效果,缓蚀效率随添加浓度的增加而增加,在最大浓度250 mg/L时,表现出最好的缓蚀效果,缓蚀效率为94.7%,且缓蚀效率随温度升高而降低。PGG同时抑制了碳钢腐蚀的阴极还原反应和阳极氧化反应过程,为混合型缓蚀剂,是通过多组分的物理和化学联合吸附,在碳钢表面上形成保护性覆盖层,将碳钢与酸溶液隔离,从而起到缓蚀作用,其吸附行为遵循Langmuir吸附等温模型。葡萄糖与甘氨酸反应产物(PGG)是碳钢在1 mol/L HCl溶液中的优良缓蚀剂。     

盐酸中苯甲酰肼缩肉桂醛对A3钢的缓蚀行为

为探究Schiff碱类物质应用于缓蚀领域的更多可能性,以苯甲酰肼和肉桂醛为原料合成了一种新型Schiff碱缓蚀剂(BCA)。采用失重法,电化学阻抗和极化曲线法考察了在10%盐酸介质中BCA对A3钢的缓蚀行为。失重法结果表明,缓蚀率随着BCA浓度的上升而增大,当BCA浓度达到2.00 mmol/L及以上时,缓蚀率可稳定在98%。电化学测试结果表明,BCA的缓蚀行为既与BCA在A3钢表面形成的吸附膜有关,也与BCA阻滞腐蚀产物Fe~(2+)的扩散有关。     

聚丙烯酰胺对冷轧钢在含Cl~-乙酸中的缓蚀性能

目前,鲜见聚丙烯酰胺(PAM)在含卤素离子有机酸中对钢件缓蚀作用的报道。通过失重法、同步热分析法(STA)和电化学方法研究了不同PAM浓度在含Cl-乙酸中对冷轧钢的缓蚀效果。结果表明:在含Cl-乙酸中,PAM对冷轧钢有较好的缓蚀作用,属混合型缓蚀剂,其缓蚀率随温度的升高和PAM浓度的增加而增大;当缓蚀剂浓度为120 mg/L,温度为50℃时,缓蚀率达81.7%;PAM在冷轧钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,属于单分子层吸附。     

油酸基咪唑啉类缓蚀剂的复配及其缓蚀性能研究

以丙炔醇、丁炔二醇为复配剂对油酸基咪唑啉缓蚀剂进行了复配研究.利用红外光谱分析(IR)静态失重法、Tafel极化曲线、SEM等手段考察了咪唑啉中间体的结构及复配对咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的影响.研究结果表明,炔醇复配在很大程度上改善了咪唑啉缓蚀剂的缓蚀效果,丙炔醇的复配效果优于丁炔二醇.丙炔醇复配可以达到99%以上的缓蚀率,腐蚀速率可以达到2g/(m2·h)以下.咪唑啉缓蚀剂与炔醇通过协同效应可以使吸附在金属表面的缓蚀剂吸附膜更加均匀、致密.     

曼尼希碱酸化缓蚀剂的合成及缓蚀性能

目前,曼尼希碱的合成多在有机溶剂中进行,其中大多有机溶剂对人体有害。以苯乙酮、甲醛、二乙胺为原料,苄基三乙基氯化铵为相转移催化剂,以水为溶剂合成曼尼希碱酸化缓蚀剂。用失重法和电化学方法考察其浓度及腐蚀液温度对20碳钢缓蚀效果的影响。结果表明:该缓蚀剂为混合型缓蚀剂,在碳钢表面的吸附为物理吸附;随温度的升高缓蚀率逐渐减小,随浓度的增加缓蚀率先增大后减小;缓蚀剂的添加量为0.7%,温度35~55℃时缓蚀率都在90%以上,能有效抑制盐酸对碳钢的腐蚀。     

含氮杂环季铵盐缓蚀剂在CO2-3%NaCl溶液体系中的电化学行为

为控制CO2腐蚀，合成了含氮杂环季铵盐缓蚀剂9912-1，通过电化学实验，研究了该缓蚀剂在CO2-3％NaCl-H2O体系中对碳钢于25℃和90℃下的缓蚀行为。实验结果与挂片失重法测试的结果基本一致。低温下缓蚀效果优于高温下的缓蚀效果。而且该缓蚀剂与硫脲有很好的协同效应。Tafel曲线表明，该缓蚀过程是以控制阴极腐蚀为主，并对其缓蚀机理进行了初步探讨。     

羧酸类铜缓蚀剂的制备及性能测试

介绍了新型羧酸类铜缓蚀剂的制备方法,用挂片失重法和测试电化学极化曲线的方法,研究了其对铜在海水中的缓蚀性能,并同BTA的缓蚀性能进行了对比;结果表明,该类缓蚀剂制备工艺简单,具具有比BAT更好的缓蚀性能。     

1 mol/L盐酸溶液中酮康唑对Q235碳钢的缓蚀行为

抗真菌药物酮康唑(KCZ)可作为碳钢的缓蚀剂,目前有关其吸附机制尚不明确。采用失重法、电化学阻抗谱、电化学噪声(EN)和扫描电镜,系统研究酮康唑对Q235碳钢在1 mol/L盐酸溶液中的缓蚀行为。结果表明:酮康唑对Q235碳钢的缓蚀效率η随其浓度的增加而提高,其在Q235碳钢表面的吸附作用主要为化学吸附成膜,吸附过程遵循Langmuir吸附等温式;同时,酮康唑对Q235碳钢的缓蚀效率与Q235碳钢的活性反应能量具有相反的变化方向,因此可以采用EN技术实现对缓蚀剂保护效果的原位无损监测。     

[HMIM]BF_4对盐酸中A3和HP13Cr钢的缓蚀行为

为了减少钢铁冶金酸洗过程中酸液对不锈钢或碳钢的过腐蚀,得到高效的新型缓蚀剂材料,利用失重法、电化学法及扫描电子显微镜(SEM)等研究了不同浓度离子液体[HMIM]BF_4对HP13Cr不锈钢以及A3碳钢在1 mol/L盐酸溶液中的缓蚀特性和吸附行为。失重试验得出,试样在1 mol/L盐酸溶液中的腐蚀速率随离子液体添加浓度的增大而减小,即离子液体缓蚀效率随其浓度增加而增大;SEM结果显示,盐酸溶液中离子液体的添加对不锈钢HP13Cr以及碳钢A3均能起到显著的保护作用。电化学测试表明,该离子液体对这2种钢材的缓蚀作用均属于混合型抑制,但阳极抑制作用表现更强。离子液体对金属的防护作用与其在金属表面的吸附行为有关;[HMIM]BF_4在2种钢材表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温线,兼具物理、化学吸附特性,热力学参量表明吸附过程为自发、吸热的熵增过程。相比于双咪唑季铵盐,[HMIM]BF_4离子液体缓蚀剂保护性能更优异,而且对于A3碳钢更为有效。     

噻二唑型缓蚀剂对铜片的缓蚀性能研究

采用增重法和金相显微技术研究了含硫油样对铜片的腐蚀行为,以及噻二唑类缓蚀剂(用A表示)在含硫量为50μg/g的模拟油样中对铜的缓蚀性能。结果表明,缓蚀剂A对铜片具有良好的缓蚀效果,且随着浓度的增加,缓蚀效率提高。当缓蚀剂浓度为25.0μg/g时,缓蚀效率达到86.45%。经吸附等温线拟合可知,缓蚀剂A在铜片表面的吸附遵循Langmuir吸附等温方程,属于化学吸附。     

竹叶提取液的制备及其缓蚀性能

植物提取液低毒,低残留,易后处理,用作缓蚀剂时环保性好.为此,用15%H_2SO_4浸泡竹叶,以其提取液配制成缓蚀剂.采用电化学测试、失重和腐蚀浸泡试验研究了竹叶不同浸泡时间、竹叶提取液浓度对Q235钢缓蚀性能的影响.结果表明:将适量竹叶用15%的硫酸浸泡306 min配制成的0.1 g/mL溶液,缓蚀效率达96%以上,是一种阳极型缓蚀剂;电化学研究表明,竹叶提取液为混合型缓蚀剂,作用机理为几何覆盖效应;失重结果表明,竹叶提取液的缓蚀效率随其浓度的增加而增大,在硫酸介质中在Q235碳钢表面的吸附符合El-Awady动力学模型与Flory-Huggins吸附等温方程.