3-氨基-1,2,4-三氮唑自组装膜对Cu-Ni合金缓蚀作用及吸附机理研究

利用3-氨基-1,2,4-三氮唑(ATA)金属处理剂在Cu-Ni合金表面制备了自组装单分子膜(SAMs),用电化学方法研究ATA SAMs对Cu-Ni合金的缓蚀作用及其吸附行为.结果表明, ATA分子易在Cu-Ni合金表面形成稳定的ATA SAMs,抑制了Cu-Ni合金的阳极氧化过程,改变了电极表面双电层结构,使零电荷电位正移,固/液界面双电层电容明显降低,有良好的缓蚀效果,这与交流阻抗和极化曲线得到的结论一致.同时研究表明ATA的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是典型的化学吸附.     

K2L-SAMs对碳钢在饱和CO2油田水中的缓蚀行为与量子化学研究

利用邻氧乙酸苯甲醛缩对氨基苯磺酸钾盐席夫碱(K2L)缓蚀剂在20#碳钢表面制备自组装单分子膜(SAMs),并通过电化学方法研究缓蚀剂自组装膜的最佳组装时间;采用电化学测试技术和表面分析技术研究K2L-SAMs对碳钢在饱和CO2油田水介质中的缓蚀行为;采用密度泛函理论分析缓蚀剂分子的前线轨道、Mulliken电荷和分子静电势。结果表明:缓蚀剂在碳钢表面自组装3 h后,可以形成稳定、致密的缓蚀膜;在碳钢表面形成的K2L-SAMs能有效抑制碳钢的阴极还原过程,最高缓蚀效率达87.55%;K2L的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理为典型的化学吸附。量子化学计算结果表明:羧基是K2L分子的主要吸附活性区域,能与碳钢表面铁原子作用形成稳定的配位键。     

4-苯基氨基硫脲在盐酸介质中对Q235钢的缓蚀性能

目的研究4-苯基氨基硫脲(4-PTC)对Q235钢在1mol/L HCl中的缓蚀作用。方法采用异硫氰酸苯酯和水合肼为原料,合成4-PTC。采用熔点分析、核磁共振氢谱和红外光谱等方法确定合成物质为目标产物4-苯基氨基硫脲。采用静态失重法、电化学极化曲线法、电化学阻抗谱法和扫描电子显微镜法,分析研究4-PTC的缓蚀性能。结果静态失重实验表明,当4-PTC浓度增加到1.0 mmol/L时,缓蚀效率达到85.9%,在Q235钢表面吸附符合Langmuir吸附等温式,形成单分子吸附层。计算得到吉布斯自由能为?35.60 k J/mol,说明缓蚀剂分子在Q235钢表面吸附同时存在物理吸附和化学吸附过程。动电位极化曲线表明,该缓蚀剂是以阴极型为主的混合型缓蚀剂,当4-PTC浓度增加到1.0 mmol/L时,缓蚀效率达到83.6%。电化学阻抗谱表明,随4-PTC浓度的增加,电荷转移电阻值增大,双电层电容值减小,金属腐蚀速率降低,缓蚀作用增强。当4-PTC浓度增加到1.0 mmol/L时,缓蚀效率达到84.7%。扫描电子显微镜表明,缓蚀剂分子能有效保护金属表面,抑制腐蚀。结论在盐酸介质中,4-PTC对Q235钢具有优良的缓蚀性能。     

水溶液中自组装膜对银的缓蚀作用及吸附机理分析

采用不同的分散剂将十八烷基硫醇(ODT)分散在水溶液中,并以其在银表面制备了自组装膜(SAMs)。用极化曲线、交流阻抗、循环伏安等电化学方法研究了ODTSAMs对银的缓蚀作用及吸附行为。结果表明:ODT分子能够在银表面形成稳定、致密的SAMs,有效抑制了银的阴极氧去极化过程和阳极硫化过程,改变了电极表面的双电层结构,对银有良好的缓蚀作用。ODT在银表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是典型的化学吸附。     

铜表面吡咯烷二硫代氨基甲酸铵自组装膜的拉曼光谱和缓蚀作用

应用表面增强拉曼光谱(SERS)和电化学方法,对铜电极表面吡咯烷二硫代氨基甲酸铵(APDTC)的自组装单层结构、缓蚀性能和吸附行为进行研究。SERS光谱表明:APDTC分子通过硫原子垂直吸附在铜表面形成APDTC自组装单分子膜(APDTC SAMs)。交流阻抗和极化曲线实验表明:在3%NaCl(质量分数)溶液中APDTC SAMs对铜具有很好的缓蚀作用,最高缓蚀效率可达98%;APDTC的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是介于化学吸附和物理吸附之间的一种吸附。     

新型双苯并咪唑基硼酸酯衍生物的合成及其缓蚀行为

以双甘油酸硼酸酯(DGB)为原料,使DGB分别与邻苯二胺和N-甲基邻苯二胺发生酰胺化-环化反应合成了2种新的缓蚀剂,即双(2-苯并咪唑基)乙二醇硼酸酯(2a)和双(1-N-甲基-2-苯并咪唑基)乙二醇硼酸酯(2b)。采用失重法、电化学法和扫描电子显微镜(SEM)研究了2种化合物在盐酸酸洗液中对Q235碳钢的缓蚀性能。结果表明：2种化合物在5%HCl酸洗液中对Q235碳钢具有良好的缓蚀效果,当这两种化合物加入量为100 mg/L、经过6 h腐蚀后,其最大缓蚀率均超过了98.1%,此外,两种缓蚀剂在碳钢表面的吸附规律符合Langmiur吸附等温式,吸附行为属于自发进行,亦属于化学吸附过程。     

橡椀单宁对Q235碳钢在0.5 mol/L HCl溶液中的缓蚀作用研究

采用失重实验、极化曲线、电化学阻抗、扫描电镜及分子模拟等方法,研究了橡椀单宁对Q235碳钢在0.5 mol/L HCl溶液中的缓蚀性能,并探讨了其缓蚀机理。结果表明,当橡椀单宁浓度为6 g/L,橡椀单宁对Q235碳钢的缓蚀率可达96.46%。电化学实验研究表明,加入橡椀单宁后,腐蚀电流减小接近1个数量级,电荷转移电阻增大近7倍。扫描电镜观察可见,橡椀单宁在碳钢表面形成一层保护膜。吸附热力学分析表明,橡椀单宁在碳钢表面发生物理和化学混合型吸附作用,且符合Langmuir等温吸附方程。分子模拟研究表明,橡椀单宁以平面的形式稳定吸附在碳钢表面。     

生物基缓蚀剂糠醇缩水甘油醚的缓蚀性能及机理

在生物基呋喃类缓蚀剂的研究基础上,利用Tafel极化曲线和电化学阻抗技术(EIS)研究了Q235碳钢在不同浓度的糠醇缩水甘油醚(FGE)盐酸溶液中的腐蚀行为,并通过静态失重实验分析了Q235碳钢在不同体系中的腐蚀速率。结果表明,4.92×10~(-4)mol·L~(-1)的FGE对Q235碳钢具有最好的缓蚀效果,其缓蚀效率达到94.0%,腐蚀速率为0.076 mg·cm~(-2)·h~(-1)。此外,经证明FGE在Q235碳钢表面的吸附过程符合Langmuir吸附模型,同时发生物理吸附和化学吸附。     

植酸自组装膜对白铜缓蚀作用的光电化学研究

用动电位伏安法和光电化学方法研究了植酸自组装单分子膜(SAMs)对白铜B30的缓蚀作用.结果表明,植酸分子易在白铜B30表面形成稳定的植酸SAMs,光电化学测试白铜B30表面膜显示p-型光响应,光响应来自电极表面的Cu2O层,植酸SAMs的形成使其光响应明显减弱,有良好的缓蚀效果,这与交流阻抗得到的结论一致,同时微分电容曲线表明植酸SAMs的形成改变了电极双电层结构,使得电容值减小,其缓蚀机理为化学吸附过程.     

苯胺四聚体聚乙二醇嵌段共聚物在盐酸介质中对Q235钢的缓蚀性能

目的研究苯胺四聚体PEG两亲性嵌段共聚物(PEG-TA)对Q235钢在1 mol/L HCl介质中的缓蚀性能。方法采用静态失重测试、电化学测试、腐蚀表面形貌分析研究了自制的PEG-TA在1 mol/L HCl介质中对Q235钢的缓蚀性能,并探讨了其在Q235钢表面的吸附行为。结果红外和紫外表征表明,氨基封端苯胺四聚体和聚乙二醇为原料成功合成了两亲性嵌段共聚物PEG-TA。极化曲线研究表明,PEG-TA的加入明显可以抑制Q235钢在1 mol/L HCl介质中的腐蚀,且随着PEG-TA浓度的增加,缓蚀效果越好,在25℃的实验温度范围内,质量浓度为30 mg/L时,PEG-TA的缓蚀效率可以达到93.97%,属于阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。电化学阻抗图谱研究表明,随着PEG-TA浓度的增加,Q235钢表面腐蚀反应的电荷转移电阻和膜电阻逐渐增大,钢表面缓蚀剂的含量和覆盖率增加,腐蚀抑制性增强。PEG-TA缓蚀剂分子在Q235钢表面的吸附遵循Langmuir等温模型,并且属于物理和化学混合吸附。SEM研究证明,在1 mol/L HCl中,PEG-TA可有效地抑制碳钢的腐蚀。结论 PEG-TA在1 mol/L HCl中有效提高了Q235钢的耐蚀性,是一种高效环保的缓蚀剂。     

O,O'-二(2-苯乙基)二硫代磷酸二乙铵在HCl溶液中对Q235钢的缓蚀性研究

合成了一种新型缓蚀剂O,O'-二(2-苯乙基)二硫代磷酸二乙铵(EPP),并用元素分析和红外光谱对其进行了表征。采用静态失重法、极化曲线法和电化学阻抗法研究了EPP在HCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能,探讨了其在Q235钢表面的吸附行为,考察了HCl浓度、腐蚀体系温度等因素对其缓蚀率的影响。结果表明:EPP是一种高效的混合型缓蚀剂,其缓蚀率随缓蚀剂浓度增加而增大,随腐蚀系统温度升高而缓慢减小。在30℃,1.0 mol·L-1的HCl溶液中,EPP浓度为60 mg·L-1时,其缓蚀率高达98.48%。EPP在Q235钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,属于自发进行的化学吸附。量子化学计算结果表明,EPP通过配位键和反馈键与金属Fe形成了多中心、稳定的化学吸附。     

咪唑啉季铵盐对Q235钢在盐酸溶液中的缓蚀性能

合成了苯乙酸咪唑啉季铵盐(PAIPI)和萘乙酸咪唑啉季铵盐(NAIPI),通过失重法、电化学方法研究了两者在1 mol/L HCl中对Q235钢的缓蚀性能,并探讨了其在Q235钢表面的吸附行为.结果表明,两者在1 mol/LHCl中对Q235钢均为阳极型缓蚀剂,其中NAIPI对Q235钢的缓蚀性能优于PAIPI;两者在Q235钢表面均是单层吸附,属于物理吸附.     

水溶液中自组装膜对青铜的缓蚀作用

采用不同的分散剂将十八烷基硫醇(ODT)分散在水溶液中,并以其在青铜表面制备了自组装膜(SAMs)。用极化曲线、交流阻抗、循环伏-安等电化学方法研究了ODT SAMs对青铜的缓蚀作用。结果表明:ODT分子能够在青铜表面形成稳定、致密的SAMs,有效抑制了青铜的阴极和阳极过程,改变了电极表面的双电层结构,对青铜有良好的缓蚀作用。     

竹叶提取液及其与碘离子复配后在Q235钢表面的吸附行为研究

利用金相显微镜、扫描探针显微镜(SPM)、红外光谱(FT-IR)和X射线能谱(XPS)研究了竹叶提取液及其与碘离子复配后在Q235钢表面的吸附行为,实验结果表明:竹叶提取液中的有效缓蚀成分在Q235钢表面发生了化学吸附,且碘离子的加入促进了竹叶提取液中有效缓蚀成分在Q235钢表面的吸附。     

硫酸介质中丙氨酸复合缓蚀剂的研究

目的研究丙氨酸和碘化钾共同存在于硫酸溶液中,对碳钢的协同缓蚀作用。方法采用极化曲线、交流阻抗谱、扫描电镜、X射线光电子能谱(XPS)以及El-Awady动力学模型,对丙氨酸、丙氨酸与碘化钾复配缓蚀剂对碳钢在硫酸介质中的缓蚀性能和吸附机理进行探究。结果在10%的硫酸体系中,对碳钢的缓蚀性能随着缓蚀剂浓度增大而增强。单独使用丙氨酸作为缓蚀剂,丙氨酸分子在碳钢表面呈单分子层吸附,缓蚀效率最高仅达到29%,缓蚀效果不明显。经过丙氨酸与碘化钾复配后,缓蚀效果显著提高,当丙氨酸质量浓度为300 mg/L,碘化钾质量浓度为250 mg/L时,缓蚀效率达到92%以上。XPS谱图表明,缓蚀剂主要是通过分子中的N原子与碳钢表面Fe原子形成共价键,吸附在碳钢的表面,与KI复配后,I-吸附在碳钢表面,并部分氧化,形成I_3~-。El-Awady动力学模型研究说明该复配缓蚀剂为混合型缓蚀剂,且在碳钢表面自发形成多分子层吸附膜。结论在10%的硫酸溶液中,丙氨酸分子通过物理吸附或化学吸附作用,吸附在碳钢表面,减缓腐蚀反应发生。碘化钾添加后,发挥连接缓蚀剂分子和碳钢表面的桥梁作用,从而协助丙氨酸吸附到碳钢表面,提高丙氨酸在碳钢表面的覆盖率,在提高缓蚀效率的同时,减少了丙氨酸的使用量,有效地抑制了钢材的腐蚀。     

Anticorrosion Action of Serf-assemble Monolayers on Bronze in Aqueous Solution

采用不同的分散剂将十八烷基硫醇(ODT)分散在水溶液中,并以其在青铜表面制备了自组装膜(SAMs).用极化曲线、交流阻抗、循环伏-安等电化学方法研究了ODT SAMs对青铜的缓蚀作用.结果表明:ODT分子能够在青铜表面形成稳定、致密的SAMs,有效抑制了青铜的阴极和阳极过程,改变了电极表面的双电层结构,对青铜有良好的缓蚀作用.     

硫酸介质中咪唑-4-甲基亚胺基硫脲对碳钢的缓蚀作用

目的 碳钢因其优异的性能被广泛应用于工农业中,为解决碳钢在酸性介质中的腐蚀问题。方法 以氨基硫脲和咪唑-4-甲醛为原料合成了Schiff碱化合物咪唑-4-甲基亚胺基硫脲(MIT),采用傅里叶红外光谱(FT-IR)、核磁共振谱(NMR)及质谱(EI-MS)表征了其分子结构。将MIT化合物作为H₂SO₄介质中碳钢的缓蚀剂,分别采用静态失重法、电化学测试及腐蚀形貌分析研究了其在0.5mol/LH2SO4溶液中对碳钢的缓蚀性能,通过吸附模型、X-射线光电子能谱(XPS)等方法研究了MIT分子在碳钢表面的吸附行为,采用密度泛函理论(DFT)和分子动力学模拟(MD)方法进行了理论计算研究。结果 MIT在H2SO4溶液中对碳钢的缓蚀效率随其添加量的增大而提高,随腐蚀环境温度的提高而下降,293 K下其在0.5mol/LH₂SO₄溶液中的最佳质量浓度为240mg/L,对应的缓蚀效率可达95.4%。MIT是一种混合型缓蚀剂,电化学缓蚀机理可解释为“几何覆盖效应”。在碳钢表面的MIT分子吸附属于化学和物理混合吸附(ΔG...     

IAA 在硫酸溶液中对碳钢的缓蚀性能研究

目的研究吲哚-3-乙酸(IAA)在H2SO4(0.1 mol/L)溶液中对碳钢(Q235)的缓蚀性能,降低碳钢生产过程对环境的影响。方法采用动电位极化曲线测试、交流阻抗实验、失重实验和扫描电镜实验分析缓蚀剂的缓蚀性能及作用机理。结果 IAA的缓蚀效率随着缓蚀剂浓度的增加而逐渐增大,当IAA浓度增加到4×10-3mol/L时,缓蚀效率最高达到88.85%。温度升高,缓蚀效率降低,说明IAA不宜于高温下使用。IAA是一种混合型缓蚀剂,对阴极反应和阳极反应均有抑制作用,且在缓蚀剂分子吸附过程中,吸附在碳钢表面的水分子和缓蚀剂分子发生竞争吸附作用,能有效阻止H+的穿越,从而抑制腐蚀H+的放电。IAA在碳钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温模型,该吸附自发进行且是物理吸附和化学吸附共同作用。缓蚀剂通过抑制腐蚀反应的活性点,提高活化能垒,防止碳钢溶解腐蚀。IAA在碳钢表面形成保护膜,减轻了腐蚀。结论 IAA是一种以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂,在0.1 mol/L H2SO4溶液中能够对Q235碳钢起到优异的保护作用。     

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.     

长春花提取物对Q235碳钢在酸性溶液中的缓蚀作用

目的 开发一种绿色缓蚀剂,并研究它对碳钢在酸性溶液中的缓蚀作用及机理。方法 用体积分数为70%的乙醇水溶液回流获得长春花提取物(CR-E),通过失重实验、电化学综合实验、火焰原子吸收分光光度法(FAAS)、傅里叶变换红外光谱(FTIR)和扫描电子显微镜(SEM)等分析CR-E对Q235碳钢在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中的缓蚀性能和机理。结果 CR-E对Q235碳钢在H₂SO₄溶液中的腐蚀具有良好的缓蚀效果,缓蚀效率随着CR-E浓度的增加而增大,在CR-E的质量浓度为1000mg/L时,缓蚀效率达到89.84%。添加CR-E后可迅速抑制腐蚀,并持续发挥缓蚀作用,在浸泡48 h后Q235碳钢的缓蚀效率仍可达89.99%;电化学综合实验结果表明,CR-E是一种有效的混合抑制型缓蚀剂,腐蚀反应的电荷转移电阻随着CR-E浓度的增加而增大,腐蚀电流密度则随之减小;通过FAAS证实阳极铁的溶解被抑制,通过FTIR证实CR-E分子可以有效吸附在Q235碳钢表面,通过SEM证实Q235碳钢表面受到了CR-E的...