离子液体在甲醇/硫酸介质中对Q235钢表面的缓蚀性能

探究硫酸存在时Q235钢在甲醇中的腐蚀行为,以及离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[Bmim]Cl）对金属表面的缓蚀作用。通过静态失重法、电化学测试、扫描电子显微镜来测定[Bmim]Cl对Q235钢的缓蚀性能。并利用量子化学计算和分子动力学模拟分析[Bmim]Cl分子的缓蚀机理。在甲醇中随着硫酸含量的增加碳钢的腐蚀速率增加。含有59.51 ml 0.05 mol·L^-1 H₂SO₄的甲醇溶液作为腐蚀介质时,随着[Bmim]Cl浓度升高,缓蚀效率逐渐增大,当浓度为0.6 mol·L^-1时,缓蚀效率达到最佳值,为90.63%,且[Bmim]Cl是主要控制阳极反应的混合抑制剂,SEM分析表明在含有缓蚀剂溶液中浸泡后的Q235钢表面相对于未加缓蚀剂更加平整。前线轨道分析和Fukui指数都表明,离子液体在碳钢表面的吸附位点分布在咪唑环上,与Fe发生化学吸附。分子动力学模拟结果表明缓蚀剂分子以阳离子[Bmim]⁺平行吸附于金属表面,阴离子Cl^-扩散在溶液中的方式达到缓蚀的效果。理论计算结果与实验结果一致,即[Bmim]Cl在甲醇/硫酸水溶液中对Q235钢具有很好的缓蚀作用,为新型离子液体缓蚀剂研究应用奠定了基础。     

O,O’-二(环己基)二硫代磷酸-N,N,N-三乙铵的制备及缓蚀性能研究

制备了酸洗有机缓蚀剂O,O’-二(环己基)二硫代磷酸-N,N,N-三乙铵(NTOD),采用失重法、电化学法研究了NTOD在5%HCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能和吸附行为。研究结果表明:NTOD在5%HCl溶液中是一种混合型缓蚀剂,在5%HCl溶液中的最高缓蚀率达到97%;NTOD在Q235钢表面的吸附完全符合Langmuir吸附等温式,属化学吸附。同时,还研究了腐蚀体系温度、酸浓度、放置时间对NTOD缓蚀性能的影响。     

自组装席夫碱膜对铜的缓蚀行为

通过分子自组装技术在铜表面制备2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑缩对羟基苯甲醛（简称A）和2-氨基苯并咪唑缩对羟基苯甲醛（简称B）缓蚀膜。采用电化学测试方法研究了两种席夫碱自组装膜在质量分数为3%的NaCl溶液中对铜的缓蚀作用。结果表明,自组装分子膜能有效抑制铜片的腐蚀,对于席夫碱A,当溶液浓度为15 mmol·L^-1,组装时间为6 h时缓蚀效果最佳;对于席夫碱B,当溶液浓度为20 mmol·L^-1,组装时间为12 h时缓蚀效果最佳,A、B的缓蚀效率分别达到98.9%和96.73%。表面分析技术表明,席夫碱化合物在铜表面形成一层保护膜,有效阻挡了腐蚀粒子向金属基底的转移,从而抑制了腐蚀的发生。量化计算和分子动力学模拟分析了A、B两种缓蚀剂分子构型与缓蚀性能的关系以及在铜表面的吸附形态,结果表明,两种缓蚀剂具有很好的缓蚀性能,且缓蚀效果A>B,与实验结果一致。     

自组装席夫碱膜对铜的缓蚀行为

通过分子自组装技术在铜表面制备2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑缩对羟基苯甲醛(简称A)和2-氨基苯并咪唑缩对羟基苯甲醛(简称B)缓蚀膜。采用电化学测试方法研究了两种席夫碱自组装膜在质量分数为3%的NaCl溶液中对铜的缓蚀作用。结果表明,自组装分子膜能有效抑制铜片的腐蚀,对于席夫碱A,当溶液浓度为15 mmol?L-1,组装时间为6 h时缓蚀效果最佳;对于席夫碱B,当溶液浓度为20 mmol?L-1,组装时间为12 h时缓蚀效果最佳,A、B的缓蚀效率分别达到98.9%和96.73%。表面分析技术表明,席夫碱化合物在铜表面形成一层保护膜,有效阻挡了腐蚀粒子向金属基底的转移,从而抑制了腐蚀的发生。量化计算和分子动力学模拟分析了A、B两种缓蚀剂分子构型与缓蚀性能的关系以及在铜表面的吸附形态,结果表明,两种缓蚀剂具有很好的缓蚀性能,且缓蚀效果AB,与实验结果一致。     

一种新型联吡啶双子季铵盐的合成及缓蚀性能

以4,4'-联吡啶和氯化苄为原料,经季铵化反应制备了化合物1,1?-二苄基-4,4?-联吡啶双子季铵盐(PBA),产率为76.3%,通过FTIR、~1HNMR对产物结构进行了表征;利用失重法、电化学技术、AFM考察了PBA对1 mol/L盐酸溶液中Q235钢的缓蚀作用和其在Q235钢表面的吸附行为。结果表明,PBA是一种同时抑制阴、阳极的混合型缓蚀剂,缓蚀率随PBA浓度的增加而增加,随温度的升高而略有降低。当PBA质量浓度为80 mg/L时,缓蚀率可达96.53%。PBA在Q235钢表面的吸附为放热反应,遵循Langmuir等温式,是以化学吸附为主的混合型吸附。PBA在钢表面形成了一层致密的保护膜,大大阻碍了钢腐蚀。使用量子化学法研究了PBA的缓蚀机理,结果表明,PBA的活性区域集中于苯环和杂环上,且PBA分子接受电子的能力大于提供电子的能力。     

新疆油田高盐含氧体系缓蚀剂的性能研究

为解决油田氧腐蚀问题，以反式对甲氧基肉桂醛、3-氨基苯甲酸为主要原料合成了具有多个吸附位点的席夫碱缓蚀剂TMCAM。首先，通过动态失重法评价了不同浓度的席夫碱缓蚀剂TMCAM在60℃含氧油田模拟配水中对Q235钢的缓蚀性能。结果表明，在TMCAM质量浓度为60 mg/L时，Q235钢的腐蚀速率为0.062 4 mm/a，满足现场要求；TMCAM投加质量浓度为100 mg/L时，Q235钢腐蚀速率仅为0.036 8 mm/a，缓蚀率可达到90%。其次，采用扫描电镜、电化学法、接触角测试等表征技术评价了TMCAM的缓蚀性能并分析其缓蚀机理。结果表明，TMCAM是一种偏阴极的混合型缓蚀剂，TMCAM分子与Fe之间的吸附能力强，且TMCAM可在钢表面形成疏水膜，减少了含氧污水与管道的接触时间，减缓了腐蚀，进而保护了管道。最后，通过分子模拟技术从理论角度分析了缓蚀剂的缓蚀性能与缓蚀剂分子构型之间的关系，结果显示TMCAM分子结构具有较强的吸附能力，高于文献报道的其他席夫碱缓蚀剂。     

噁二唑缓蚀膜的制备及抗腐蚀性能研究

以二芳基酰肼为原料合成2,5-二苯基-1,3,4-噁二唑(PPD),在碳钢表面制备噁二唑自组装分子膜。采用表面分析技术、电化学测试等方法对PPD分子膜的制备条件及在3.5% NaCl溶液中的缓蚀性能进行了分析,通过量化计算对缓蚀机理进行了进一步的探讨。结果表明,PPD自组装膜的最佳组装条件为4 mmol•L-1组装液中组装12h,缓蚀效率达91.95%,XPS测试结果表明PPD分子在钢表面形成自组装膜,量化计算得到了缓蚀剂分子的活性位点。     

对羟基苯甲酸自组装膜对铜的缓蚀作用

利用自组装技术将对羟基苯甲酸在铜表面形成自组装单分子膜,利用电化学阻抗谱和极化曲线研究了自组装膜对铜的缓蚀作用及其吸附行为。结果表明,对羟基苯甲酸分子易在铜表面形成稳定的自组装单分子膜,该膜抑制了铜的阳极氧化过程,改变了电极表面的双电层结构,固/液界面双电层电容明显降低,有良好的缓蚀效果。研究结果还表明,对羟基苯甲酸在铜表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是典型的物理吸附。     

壳聚糖与CTAB复合缓蚀剂对Q235钢的缓蚀性能研究

采用失重法、交流阻抗法和极化曲线法研究了盐酸介质中壳聚糖及其与十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复合缓蚀剂对Q235钢的缓蚀性能。测试结果表明,单独使用壳聚糖作为缓蚀剂,对Q235钢表面有较强的缓蚀性能。当壳聚糖的质量浓度为0.1 g/L时,在1.0 mol/L的盐酸介质中30℃腐蚀24 h,3种方法测得的缓蚀效率均达到85%以上;加入CTAB后,缓蚀性能明显增强,CTAB的质量分数为10%时,缓蚀效率达到了92%以上。2种缓蚀剂在Q235钢表面吸附机理不同且吸附过程相互补充,因此二者复配后缓蚀性能加强。     

哌啶衍生物对碳钢在盐酸溶液中的缓蚀作用

以盐酸溶液模拟腐蚀环境,采用静态失重法研究了哌啶衍生物C_(18)H_(28)N_2-2(C_nH_(2n+1))·2Cl(n为疏水链碳原子数)对Q235碳钢的缓蚀作用。结果表明,该类哌啶衍生物是一种高效的缓蚀剂,其缓蚀率随温度的升高而降低、随浓度的升高而升高;该类哌啶衍生物在盐酸溶液中对Q235碳钢的吸附符合Langmuir等温模型;腐蚀热力学和动力学分析表明,该类哌啶衍生物在Q235碳钢表面的吸附行为以化学吸附为主,其吸附过程为放热过程;在盐酸溶液模拟腐蚀环境中加入该类哌淀衍生物能大大提高腐蚀反应的表观活化能,增加反应势垒,抑制腐蚀反应,从而达到缓蚀效果。     

Synthesis,Characterization and Inhibition Performance of Vanillin‐Modified Chitosan Quaternary Ammonium Salts for Q235 Steel Corrosion in HCl Solution

In order to enhance the solubility of chitosan in water and its corrosion inhibition performance on Q235 steel in 1 M HCl solution, N‐vanillyl‐O‐2′‐hydroxypropyltrimethylammonium chloride chitosan (VHTC) was synthesized. The structure of VHTC was characterized by FT‐IR and ¹H‐NMR spectroscopy. The corrosion inhibition performance of VHTC on Q235 steel in 1 M HCl solution was studied by weight loss, polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and stereo microscope analysis. Experimental results indicate that VHTC shows better inhibition efficiency compared to chitosan. When the concentration of VHTC increases to 200 mg L^?1, the inhibition efficiency reaches 90 %, which is almost equal to the conventional corrosion inhibitors (e.g., imidazoline). The polarization study demonstrates that VHTC is a mixed‐type inhibitor caused by a geometrical blanketing effect. The charge transfer resistance is proportional to the inhibitor concentration as revealed by the EIS results, indicating that the protective film on the Q235 steel surface is formed by adsorption of the inhibitor molecules. The inhibition efficiency of VHTC achieves the maximum value within 24 h when the concentration of VHTC is 200 mg L^?1. The morphology observation of the corroded steel surface indicates that the corrosion of Q235 steel in 1 M HCl solution is significantly inhibited after introducing VHTC into the acidic solution.     

咪唑啉复配物缓蚀性能的评价

将咪唑啉型缓蚀剂与其它三种物质进行复配得到一种新型缓蚀剂。利用静态失重法测定了采用咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质及乙烯压缩单元混合液中Q235钢的腐蚀速度和相应的缓蚀效率,同时考察了该缓蚀剂的抗乳化性能。结果表明,该咪唑啉型缓蚀剂在盐酸介质中对Q235钢具有较强的缓蚀能力。在pH=4盐酸溶液中,温度是40℃,腐蚀时间为6h及缓蚀剂加入浓度为100μg/g时缓蚀率达到了97．9％,腐蚀速率仅为O．0008mm／a,远低于我国石油天然气行业标准规定的指标,并且该缓蚀剂具有良好的抗乳化性能。     

3-丁基5，5-二甲基海因咪唑季铵盐的 合成及缓蚀性能

以5,5-二甲基海因、1,4-二溴丁烷和咪唑为原料,经季铵化反应合成了一种化合物3-丁基-5,5-二甲基海因咪唑季铵盐(BDMHI),产率为62.9%,通过FTIR、~1HNMR、~(13)CNMR对产物结构进行了表征;采用失重法、极化曲线法、交流阻抗法、原子力显微镜研究了BDMHI在质量分数为6%的盐酸腐蚀介质中对Q235钢的缓蚀性能,并探讨了其在Q235碳钢表面的吸附行为。结果显示,在ρ(BDMHI)=1.0 g/L时,缓蚀效率可达91.25%;添加ρ(BDMHI)=0.05~0.8 g/L的缓蚀剂后,阴、阳极反应作用系数fc、fa均小于1且数值相近,表明能同时抑制Q235钢腐蚀的阴、阳极反应过程;缓蚀剂在Q235钢金属表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,属于以化学吸附为主的混合吸附。     

两种甲基丙烯酸二甲氨乙酯基季铵盐的合成及缓蚀性能

以甲基丙烯酸二甲氨乙酯为母体,分别以氯丙烯和氯化苄为桥连基设计合成了两种季铵盐（DMA-1和DMA-2）。利用红外光谱、核磁共振氢谱证实了所得产物与设计相一致。再依次通过失重实验、电化学实验、AFM、接触角等手段测试了Q235钢在含有DMA-1 和DMA-2的1mol/L盐酸中的缓蚀性能,探讨了其在Q235钢表面的吸附和缓蚀机理。结果显示：在较高温度下,DMA-1和DMA-2仍能牢固吸附在Q235钢表面,当所加入缓蚀剂的浓度为100 mg/L 时,缓蚀率均可达92.7%以上,显示出良好的缓蚀性能,且 DMA-1比DMA-2具有更好的缓蚀效果。热力学计算结果表明DMA-1和DMA-2在Q235钢表面的吸附是化学吸附,过程自发、放热,且符合Langmuir等温吸附,属于良好的阳极型缓蚀剂。量子化学计算结果表明了DMA-1更容易提供或接受电子,进一步研究了DMA-1和DMA-2的分子结构与活性位点。     

烯丙基硫脲对金属材料在盐酸中的缓蚀性能研究

文章通过静态失重法和电化学法对缓蚀剂烯丙基硫脲在盐酸体系中对金属材料的缓蚀性能进行了研究。分别考察了不同缓蚀剂浓度、挂片温度及不同金属材料等情况下烯丙基硫脲的缓蚀性能。结果表明,烯丙基硫脲对Q235碳钢的缓蚀性能较好,失重法实验结果表明,在20℃下,0.5 mol/L盐酸溶液中加入100 ppm烯丙基硫脲对不锈钢的缓蚀率可达93%;0.5 mol/L盐酸溶液中加入50 ppm烯丙基硫脲对Q235碳钢的缓蚀率可达94%。电化学法实验结果则表明,当烯丙基硫脲浓度达到1000 ppm时,对不锈钢的缓蚀率达到97%,对Q235碳钢的缓蚀率可达98%。     

磷化时间对建筑结构用钢板表面锌-猛磷化膜性能的影响

采用中温锌-链磷化工艺对建筑结构用Q235钢进行了磷化处理。借助表面粗糙度仪、扫描电镜、能谱仪和电化学工作站等仪器,研究了磷化时间对Q235钢表面锌-镒磷化膜的表面形貌及耐蚀性的影响。结果表明:锌-镒磷化处理能改善Q235钢的耐蚀性。磷化膜主要由Zn、Fe、P、Mn、C和O元素组成。随着磷化时间的延长,磷化膜的表面形貌发生变化,表面粗糙度增大,耐蚀性先变好后变差。当磷化时间为25 min时,磷化膜呈岩石状形貌,耐蚀性最好。     

新型吡啶季铵盐的合成和缓蚀性能的研究

合成了新型吡啶季铵盐阳离子缓蚀剂,研究并讨论了其在炼油装置塔顶空冷器、水冷器的1000 ppm HCl～500 ppm H2S腐蚀介质中对Q235钢的缓蚀性能及其与中和有机胺、表面活性剂的配伍性.研究表明,该吡啶季铵盐对Q235钢均表现出较传统咪唑啉季铵盐好的缓蚀性能,该吡啶季铵盐添加量20 ppm时缓蚀效率可达90％以上,对Q235钢腐蚀表现出明显的抑制作用.     

钼酸盐复配体系对碳钢缓蚀作用研究

本文采用腐蚀失重、电化学阻抗谱、极化曲线和扫描电镜(SEM)等方法研究了钼酸钠及其与磷酸氢二钠的复配体系在3.5%NaCl介质中对碳钢的缓蚀性能。结果表明,与钼酸钠单独使用时相比,与磷酸氢二钠的复配使用能够提高其缓蚀效率。当钼酸钠与磷酸氢二钠两种缓蚀剂的复配比为3∶7时,对Q235的缓蚀效果最佳,缓蚀效率达到90%,能更有效地抑制碳钢的腐蚀。