有机缓蚀剂的量子化学研究

本文概述了缓蚀剂量子化学研究方面的成果。着重讨论了缓蚀性能与量子化学参数（如ＨＯＭＯ能量,ＬＵＭＯ能量,电荷分布等）以及分子的电荷分布与缓蚀机制间的关系,并分析了质子化作用对分子量化计算结果的影响,最后简述了缓蚀剂研究中使用的量子化学方法。     

缓蚀剂构效关系的量子化学研究

用量子化学半经验算法AM1方法,在6-31G基组水平上,对十二种N-芳基-α-氨基苄基膦酸缓蚀性能与分子结构的关系进行了研究,讨论了量子化学计算结果与缓蚀性能的关系。结果表明,这些缓蚀剂的缓蚀效率与分子的最高占据轨道能量EHOMO、氮原子的净电荷、苯环碳原子净电荷之间有很好的相关性,并讨论了缓蚀机理。     

有机磷缓蚀剂分子结构与缓蚀性能的量子化学研究

通过PM3半经验量子化学计算，从微观的角度研究了4种有机磷缓蚀剂，三苯基膦，四苯基氯化磷，氯甲基－三苯基氯化磷，苄基三苯基氯化磷缓蚀性能和分子结构的关系。结果表明：P原子的净电荷，电荷密度，亲电前线电荷密度与缓蚀性能有良好的相关性，缓蚀剂即能通过π电子供出电子与Fe吸附，又能通过P原子接受Fe原子3d轨道中的电子，其强弱主要由P原子上电荷密度高低决定，在双向作用下，缓蚀剂与Fe的吸附作用增强，缓蚀性能提高。根据Fe和缓蚀剂阳离子的前线轨道作用进一步推测了缓蚀剂在HCl溶液中对Fe的缓蚀机理。     

油酸基咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能和量子化学计算

针对CO2腐蚀特点,以植物油酸A为原料分别与二乙烯三胺、三乙烯四胺及四乙烯五胺反应合成了三种咪唑啉中间体,再利用氯化苄将其季铵化制备了A,B,C3种缓蚀剂.采用失重法、电化学方法及扫描电镜(SEM)评价了3种缓蚀剂在饱和CO2的6％ NaCl水溶液中对N80碳钢的缓蚀性能,并探讨其在N80碳钢表面的吸附行为.结果表明,缓蚀剂C缓蚀效果最优,当其加量为2.0×10-3 mol/L时,缓蚀率达到86.74％.3种缓蚀剂的吸附行为均服从Langmuir吸附等温式,属于以化学吸附为主的混合吸附.同时运用Gaussian 03W程序、密度泛函理论(DFT)的B3LYP/6 31G*方法对3种咪唑啉缓蚀剂进行结构优化,得到它们的稳定构型和量化参数.量子化学计算表明,3种分子都具有较强的反应活性,活性区域集中在咪唑环和亲水支链上,其中分子C的反应活性最强,其次是B和A.理论计算与试验结果相一致.     

缓蚀剂哌啶在不锈钢钝化膜表面吸附行为的量子化学从头算研究

采用多种量子化学方法对缓蚀剂哌啶进行计算,由构象转变能垒确定了分子的吸附构象。以Ｏ－Ｆｅ－Ｏ－Ｆｅ－Ｏ和Ｏ－Ｃｒ－Ｏ－Ｃｒ－Ｏ模拟氧化膜的一维链,施行量化学从头算研究,得到了分子的稳定构型及电子结构。根据化学反应普遍扰理论分析能动蚀剂与氧化膜的作用方式。     

吗啉衍生物气相缓蚀剂的分子设计和缓蚀协同作用研究

采用Pcmodel分子力学程序和PM3半经验量子化学计算法,对新型吗啉衍生物气相缓蚀的分子设计过程进行了讨论.结果表明:通过分子内的亚甲基链把吗啉和二环己胺分子连接起来,合成吗啉Mannish碱衍生物N,N-二环己基胺甲基吗啉,可以在碳钢表面形成多中心的吸附,具有较高的EHOMO和较低的ELUMO,提高了N,N-二环己基胺甲基吗啉在金属表面的覆盖程度以及与金属的键合强度.当向N,N-二环己基胺甲基吗啉引入苯甲酸根阴离子后,整个体系的EHOMO进一步升高,ELUMO进一步降低,该复配体系和钢铁成键更稳定,从而使其气相缓蚀能力得到进一步的增强.     

酸性介质中新型三唑类缓蚀剂在碳钢上的吸附行为

合成了一种新型三唑衍生物:苯戊酮-O-1-(1.3.4-三氮唑)亚甲基肟(POTM),通过失重试验、交流阻抗、动电位极化研究了其在酸性介质中的缓蚀效率,并用扫描电镜方法观察了碳钢表面的腐蚀形貌。对热力学参数进行了讨论,表明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。     

用神经网络研究异喹啉类缓蚀剂结构与性能的关系

运用人工神经网络反传算法研究了异喹啉及其衍生物电子结构与缓蚀性能之间的关系,以缓蚀剂分子氮净电荷。自由价,亲核前沿电荷密度等量子化学参数为输入变量,考究了异喹啉及其羟基,羧基衍生物在３０℃,１．０ｍｏｌ．ｄｍ＾－３ＨＣｌ溶液中对铁的缓蚀效率,建立了相应的预测模型,对于研究这类缓蚀剂分子在电极表面的吸附模型和缓蚀行为及定量预测同类新分子的缓蚀性能有一定价值。     

酸化缓蚀剂的发展现状及展望

综述了国内外酸化缓蚀剂的应用现状及其发展动向，评价了油气田酸化作业中常用缓蚀剂的性能特征、适用范围和应用效果，并介绍了有机缓蚀剂量子化学研究.      

低聚型气相缓蚀剂双—（吗啉甲基）—脲的研究开发

研究开发了一种吗啉二聚体,双－（吗啉甲基）－脲作为气相缓蚀剂,采用多种方法对其气相缓蚀能力进行了评价。结果表明它是一种性能优良的黑色金属气相缓蚀剂,对铜、铝等有色金属也有一定的缓蚀作用。采用Ｋｕｎｄｓｕｎ法测定其饱和蒸气压为１．７３×１０＾－２Ｐａ。电化学极化曲线研究表明它对金属的阴极电过程有明显的抑制作用。     

苯并噻唑衍生物的缓蚀作用及PPP量子化学研究

用溶液分析和电化学极化曲线法研究了三种苯燕噻唑衍生物在３％ＮａＣｌ溶液中对Ｃｕ４３５Ｚｎ黄铜的缓蚀作用及脱锌系数的影响。用ＰＰＰ－ＳＣＦ方法对苯并噻唑衍生物结构的参数进行量子化学计算,分析表明化合物的最低空轨道能量与缓蚀效率有一定关系。     

EC缓蚀剂对钢铁的缓蚀行为研究

用失重法、极化曲线法研究了EC缓蚀剂在H_2S和NaCl溶液中对20碳钢的缓蚀行为,分析了分子结构对缓蚀作用的影响及其在钢铁表面的吸附。结果表明,EC缓蚀剂具有良好的缓蚀效果。     

呋喃及其衍生物对铝缓蚀机理的量子化学研究

采用ＡＭ１计算方法优化计算了呋喃及其衍生物的几何构型，并将其轨道能级，呋喃环上氧原子净电荷与缓蚀性能相拟合，发现有好的相关性。建立了Ａｌ族界面模型，优化计算了这类缓蚀剂在Ａｌ簇界面上的吸附方式，稳定化能等，对缓蚀机理进行了探讨。文中还预测了呋喃甲醇的缓蚀性能，经实验验证了所得规律的正确性。     

CO2腐蚀的气液双相新型缓蚀剂的开发

将二氢噻唑衍生物与其它缓蚀剂进行了复配。用静态挂片失重法研究了它们的缓蚀效率。结果表明二氢噻唑和硫脲及表面活性剂的混合物对抑制CO2的气液两相的腐蚀有良好的效果。通过极化曲线和扫描电镜研究了该缓蚀剂的缓蚀机理。     

阻锈剂对肋拱桥吊杆的缓蚀效果评价

通过实验室评价和现场检测相结合,评价了迁移型钢筋阻锈剂和压浆对吊杆钢丝的缓蚀作用。在实验室内进行钢丝全浸和对水泥试样间浸试验,利用电化学阻抗谱监测水泥试样中钢丝的腐蚀参数变化,并用极化曲线初步评定了阻锈剂对钢丝点蚀的影响作用;在大桥现场,用电化学方法快速检测了钢丝的瞬时腐蚀电流。结果表明：阻锈剂的加入改善了钢丝的点蚀敏感性;在防腐蚀处理完成后一年多的时间里,各短吊杆位置钢丝的腐蚀均受到了不同程度的抑制;阻锈剂定期添加可以增强缓蚀作用。     

SL-2B缓蚀剂的电化学行为研究

采用动电位极化法和交流阻抗法对ＳＬ－２Ｂ缓蚀剂在油田采用水中的缓蚀机理进行了研究,结果表明ＳＬ－２Ｂ缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂,在一定浓度范围内,对Ｑ２３５钢的缓蚀作用机理为几何覆盖效应。     

苯胺及其衍生物缓蚀性能与结构参数关系的神经网络研究

运用人工神经网络研究苯胺及其衍生物在酸性介质中的缓蚀性能与分子结构参数的关系。研究对象包括苯胺在邻、间、对位的氟、氯、溴以及甲基取代物。建立了可用于预测苯胺类衍生物缓蚀效率的预测模型，并对苯胺邻、间、对位的碘、氰、羟基、、甲氧基以及胺基取代物的缓蚀效率进行预测。探讨了结构参数对缓蚀剂的影响规律。     

炼厂缓蚀剂的研制

以辽化副产残渣为原料,合成的炼厂缓蚀剂,除含有咪唑啉胺等缓蚀组份外,还含有环烷酸胺等有效组份,增强了缓蚀剂的协同效应.     

炼油厂闲置设备保护用气相缓蚀剂的研制

在实验室制得了V2复合型气相缓蚀剂，采用静态、动态粉末法、密闭空间挥发减量试验、现场保护试验等方法进行了性能评价，并采用模拟大气腐蚀状态的电化学测试技术对其缓蚀机理进行了初步研究。结果表明，V2是一种性能优良、有实用前景的钢用气相缓蚀剂。