分子动力学模拟水溶液中席夫碱基表面活性剂在Zn表面的吸附行为

合成了3种聚乙二醇(400)月桂酸单酯席夫碱基表面活性剂(M1,M2和M3),并进行了结构表征。采用分子动力学模拟研究了M1,M2和M3在Zn表面的吸附行为和席夫碱基表面活性剂分子中基团对吸附性能的影响,探讨了其吸附机理。利用失重法、电化学阻抗谱和SEM研究了3种表面活性剂对碱性Zn电极的缓蚀性能。结果表明,M3的缓蚀性能最好,当其浓度达到1.0 mmol/L时,缓蚀率达92%。席夫碱基表面活性剂分子基本平行吸附在Zn表面,形成致密吸附分子膜。3种表面活性剂分子吸附能大小依次为:M3M2M1,吸附速率顺序为:M3M2M1;相比于M2和M1,M3对碱性Zn电极具有更好的缓蚀性能。     

含杂原子的双子表面活性剂的合成与应用

以N,N-二甲基十二烷基胺和3-氧杂-1,5-二溴戊烷为原料合成了以3-氧杂戊基为联接基团的季铵盐型双子表面活性剂。产物的结构用红外光谱和核磁共振氢谱进行表征。测定了25℃下双季铵盐水溶液及其与NP-6、NP-8、NP-15、AEO-3的二元复配体系的表面张力。结果表明,与传统单链表面活性剂相比,双季铵盐表面活性剂具有更为优异的表面活性;每一种二元复配体系都具有显著降低表面张力的协同增效作用。与传统杀菌剂1631(十六烷基三甲基溴化铵)相比,双季铵盐表面活性剂具有更为优异的杀菌抑菌性能,其中对苹果轮纹菌、小麦赤霉菌的杀菌抑菌作用最佳。考察了弱碱性介质中双季铵盐水溶液及其复配体系对锌的缓蚀作用,结果表明:当pH值为8,双季铵盐水溶液的浓度低于20 mg/L时对锌具有较好的缓蚀作用,而高于此浓度时的缓蚀效果明显下降并表现出一定的腐蚀作用;在复配体系中,双季铵盐与NP-15的1∶1二元复配体系对锌的缓蚀作用最好。     

季铵盐双子型表面活性剂的合成及其缓蚀性能

以邻苯二甲酸为连接基,油酸酰胺为主体,氯化苄为成盐试剂,合成了一种新型的季铵盐双子型表面活性剂(ODOB)。它具有更多的吸附基团,水溶性良好。SEM结果显示,其在钢片表面具有很好的吸附成膜性能,能在碳钢表面形成单分子的吸附层,一个缓蚀剂分子可以取代2.7个水分子。电化学和失重法结果显示,ODOB通过增大反应的活化能来抑制腐蚀速率,其质量浓度为150 mg/L时,在10%的盐酸(25℃)中的缓蚀率可以达到99.3%。     

酸性溶液中双子表面活性剂对金属锌的缓蚀性能

采用失重法和电化学方法研究了双子表面活性剂在1mol/L HCl溶液中对锌的缓蚀性能,通过对吸附热力学和腐蚀动力学参数的计算,探讨了缓蚀机理。结果表明:[C12-4-C12im]Br2在盐酸溶液中对锌具有较好的缓蚀作用,是一种混合型缓蚀剂。缓蚀率随着缓蚀剂加入量的增加而增大,随着温度的升高而减小。该缓蚀剂在锌表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,吸附过程是自发的,同时兼有物理和化学吸附。     

盐酸介质中锌缓蚀剂的研制

采用正交试验方法对喹啉、吖啶、季铵盐类化合物进行复配得到一种盐酸介质中锌的优良缓蚀剂.利用失重法、电化学极化曲线法、扫描电镜对其缓蚀性能进行了评价.结果表明该复合缓蚀剂缓蚀率高,是一种阴极型缓蚀剂,扫描电镜照片显示无点蚀、晶间腐蚀等非均匀腐蚀现象.     

CO2饱和NaCl溶液中松香基咪唑啉季铵盐的缓蚀吸附行为

以松香和二乙烯三胺为原料合成了松香基咪唑啉,并采用氯乙酸钠对合成产物进行季铵化改性,得到水溶性松香基咪唑啉季铵盐.通过失重法和电化学方法测试了该季铵盐在60℃的CO2饱和3%NaCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能.结果表明,水溶性松香基咪唑啉季铵盐对Q235钢有很好的缓蚀作用,150 mg/L用量时缓蚀率超过90%.该缓蚀剂是一种以阳极抑制为主的缓蚀剂,遵循Langmuir吸附等温式,在钢表面发生自发吸附,存在较强的吸附作用力.     

抗高温高浓盐酸席夫碱基吡啶季铵盐缓蚀剂的研究

目的 开发环境友好、抗高温耐浓酸的长效缓蚀剂复配体系.方法 采用红外光谱仪对席夫碱基吡啶季铵盐的分子结构进行表征,采用高温高压腐蚀测定仪、吸附等温模型、动力学参数、扫描电镜和量子化学计算,研究了缓蚀剂对N80的缓蚀性能及其吸附机理.结果 在120、140、160℃温度下,随着席夫碱基吡啶季铵盐缓蚀剂(以下简称Shif-PyQA)质量分数的增大,腐蚀速率在低浓度时大幅减小,缓蚀率在低浓度时大幅增加,两者在高浓度时均逐渐趋于平稳.在所测温度范围内,N80在空白溶液中的腐蚀速率远大于在加有Shif-PyQA溶液中的腐蚀速率.随着温度的升高或反应时间的增加,N80的腐蚀速率持续增大,缓蚀率逐渐减小,但减小幅度不大.当温度为120℃、Shif-PyQA质量分数为2％时,N80在20％盐酸中的腐蚀速率为28.77 g/(m2·h),缓蚀率为97.97％;当温度为140℃、Shif-PyQA质量分数为3％时,N80在20％盐酸中的腐蚀速率为37.12 g/(m2·h),缓蚀率为97.71％;当温度为160℃、Shif-PyQA质量分数为4％时,N80在20％盐酸中的腐蚀速率为63.91 g/(m2·h),缓蚀率为96.41％.Shif-PyQA在N80表面的吸附遵循Langmuir等温吸附模型,属于单分子层化学吸附,且N80表面的吸附为自发过程.动力学参数结果表明,添加不同质量分数的Shif-PyQA后,活化能大大增加为74.16～88.43 kJ/mol,属化学吸附.量子化学研究表明,席夫碱基吡啶季铵盐(以下简称PyQ-S)分子可与金属形成多中心的稳定吸附,同时PyQ-S分子接受电子的趋势大于供出电子的趋势.结论 Shif-PyQA在温度为120、140、160℃时,均可达到SY/T 5405—2019中相关指标要求,对N80具有较好的缓蚀作用.     

碱性介质中吐温20对锌电极电化学行为的影响

解决锌电极的枝晶问题对延长电池使用寿命、资源综合利用和减少固体废物有积极作用.利用循环伏安法以及动电位扫描法考察了在1.0mol/dm3 KOH溶液中,TWEEN(吐温)20作为电解液添加剂时锌电极的电化学行为,结果表明:适宜浓度的吐温20能显著影响锌电极的电化学行为.吐温20对锌电极具有一定的缓蚀作用,其缓蚀作用主要是由于覆盖效应,吐温20在锌电极表面的吸附行为符合Freundlich等温式.适宜浓度的吐温20对锌电极的阴极过程有显著的抑制作用,可以有效减缓锌电极的枝晶形成和变形.     

糖基季铵盐双子表面活性剂的缓蚀性能

由葡萄糖和十四烷基二甲基叔胺合成的糖基季铵盐双子表面活性剂(C14-GDQ)作为缓蚀剂,用静态失重法研究了该表面活性剂在1 mol/L盐酸溶液中对Q235钢的缓蚀作用。结果表明,在1 mol/L盐酸溶液中C14-GDQ对Q235钢具有良好的缓蚀作用,缓蚀率随缓蚀剂浓度的增加而增大,当缓蚀剂质量浓度达到0.1mmol/L时缓蚀率趋于稳定。通过吸附理论、动力学和热力学公式得到相应的参数,并讨论了缓蚀作用机理。     

含噻二唑季铵盐表面活性剂的合成及缓蚀杀菌性能研究

结合杂环化合物和季铵盐表面活性剂用作缓蚀剂和杀菌剂的结构特点,合成了含噻二唑杂环的季铵盐表面活性剂(MTOTB),并采用1HNMR、ESI-MS和FT-IR对其结构进行表征.采用表面张力法研究其表面活性,采用电化学测试和表面分析的方法研究其在含硫酸盐还原菌(SRB)的模拟海水中对碳钢的缓蚀性能.结果 表明,MTOTB在...     

盐酸溶液中阳离子Gemini表面活性剂在碳钢表面的吸附与缓蚀性能研究

 合成并用元素分析和核磁共振(1H-NMR)表征了阳离子Gemini表面活性剂1,2-双亚甲基-双(十烷基二甲基溴化铵)和1,2-双亚甲基-双(十二烷基二甲基溴化铵)(分别简写为10-2-10和12-2-12)，并用失重法研究了1M盐酸溶液中该类表面活性剂在碳钢表面的吸附行为及其缓蚀性能.实验结果表明，其缓蚀机理为表面活性剂在钢铁表面的吸附形成单分子膜，从而阻碍了盐酸对钢铁的侵蚀，其缓蚀效率随着表面活性剂浓度的增加而增加，当表面活性剂浓度接近其临界胶束浓度时达到最大，理论计算表明，在研究的浓度范围内，盐酸溶液中该类Gemini表面活性剂在碳钢表面的吸附行为符合Langmuir吸附等温式.      

硫酸介质中Gemini表面活性剂对碳钢的吸附缓蚀性能

通过失重法和极化曲线法研究了阳离子季铵盐型Gemini表面活性剂Π-14-3及其添加卤离子的复配体系对A3钢在硫酸溶液中的缓蚀性能及其机理.结果表明,表面活性剂分子Π-14-3对A3钢在0.5 mol/L的硫酸中具有很好的缓蚀性能;在缓蚀剂浓度很低时,通过加入一定量的卤离子,可以得到较高的缓蚀性能,从而降低其应用成本;在硫酸介质中,Gemini表面活性剂在金属表面的吸附符合Langmuir吸附机理.     

The adsorption and corrosion inhibition of some cationic gemini surfactants on carbon steel surface in hydrochloric acid

The adsorption and corrosion inhibition of the gemini surfactants 1,2-ethane bis(dimethyl alkyl (C_nH_2n+1) ammonium bromide) (designated as n−2−n, n=10, 12 and 16) on the steel surface in 1 M hydrochloride acid were studied using the weight loss method. It was found that the adsorption of the gemini surfactants on the steel surface is the main reason to cause the steel corrosion inhibition in hydrochloride acid, and the inhibition efficiency increases with the increase of surfactant concentration and reaches the maximum value near the CMC. A possible adsorption model of gemini surfactant onto the metal surface was also discussed.     

双希夫碱对 AB3 型储氢合金的表面改性研究

目的提高Ni/MH二次电池中AB3型储氢合金负极的充放电性能与动力学性能。方法合成一种双希夫碱作为表面改性剂,添加到AB3型储氢合金La0.73Ce0.18Mg0.09Ni3.20Al0.21Mn0.10Co0.60中,进行表面处理,考察添加不同含量的双希夫碱对合金充放电性能及动力学性能的影响。结果紫外与红外图谱显示,合成了目标双希夫碱。合金添加双希夫碱后,合金的相结构基本没有发生变化。表面处理后的合金与未改性合金相比,最大放电容量从375.3 m Ah/g增加至376.4 m Ah/g,相对变化不大,50次充放电循环后的放电容量保持率从62.6%提高到81.1%(AB3/5%双希夫碱电极)。经过表面处理后的合金电极,腐蚀电位Ec从-0.902 V增至-0.853 V,交换电流密度I0从53.8 m A/g增至142.5 m A/g,极限电流密度IL从511.6 m A/g增至872.8 m A/g,交流阻抗图显示电极与电解液间的电荷转移阻抗减小。结论添加了双希夫碱的合金,循环稳定性、腐蚀电位等综合电化学性能有了较大改善。合金添加双希夫碱后,对强碱电解液的抗腐蚀能力有所增强,这是一种行之有效的合金表面处理方法。     

Synergistic effect between cationic gemini surfactant and chloride ion for the corrosion inhibition of steel in sulphuric acid

Corrosion inhibition of cold rolled steel in 0.5 mol L⁻¹ sulphuric acid by a quaternary ammonium gemini surfactant, l,3-propane-bis(dimethyl dodecylammonium bromide) (designated as 12-3-12), in the absence and presence of chloride ions was investigated at different temperatures. The results revealed significant synergistic effect between gemini 12-3-12 and chloride ions for the corrosion protection of cold rolled steel in sulphuric acid, and that the novel composite inhibitor system containing cationic gemini surfactant and chloride ions was efficient and low-cost for steel corrosion inhibition in sulphuric acid medium, even when concentration of 12-3-12 was as low as 1 × 10⁻⁶ mol L⁻¹. By fitting the obtained experimental data with Langmuir adsorption model and Arrhenius equation, some thermodynamic and kinetic parameters such as adsorption free energy, the apparent activation energy, and the pre-exponential factor were estimated. The adsorption mechanism of the gemini surfactant onto steel surface in acid medium in the absence and presence of chloride ions was also discussed, respectively.     

含羟基双子表面活性剂在CO2饱和盐水溶液中对Q235钢的缓蚀性能

合成了4种不同链长的n-3OH-n(n=12,14,16,18)型双子表面活性剂,并用静态失重法、动电位极化和电化学阻抗谱技术研究了其在CO₂饱和的盐水溶液中对Q235钢的缓蚀作用。结果表明,在60℃时4种表面活性剂对Q235钢均表现出一定的缓蚀效果。其中,12-3OH-12和14-3OH-14缓蚀效果更为显著。动电位极化曲线表明n-3OH-n(n=12,14,16,18)型双子表面活性剂是一种阴极阳极共同抑制但以阳极抑制为主的混合型缓蚀剂。电化学阻抗测试与极化曲线和失重法得到的结论基本一致。     

Impedance spectroscopic study of corrosion inhibition of copper by surfactants in the acidic solutions

The inhibitive action of the four surfactants, cetyltrimethylammonium bromide (CTAB), sodium dodecyl sulfate, sodium oleate and polyoxyethylene sorbitan monooleate (TWEEN-80), on the corrosion behavior of copper was investigated in aerated 0.5 mol dm⁻³ H₂SO₄ solutions, by means of electrochemical impedance spectroscopy. These surfactants acted as the mixed-type inhibitors and lowered the corrosion reactions by blocking the copper surface through electrostatic adsorption or chemisorption. The inhibitor effectiveness increased with the exposure time to aggressive solutions, reached a maximum and then decreased, which implies the orientation change of adsorbed surfactant molecules on the surface. CTAB inhibited most effectively the copper corrosion among the four surfactants. The copper surface was determined to be positively charged in sulfuric acid solutions at the corrosion potential, which is unfavourable for electrostatic adsorption of cationic surfactant, CTAB. The reason why CTAB gave the highest inhibition efficiency was attributed to the synergistic effect between bromide anions and positive quaternary ammonium ions. C₁₆H₃₃N(CH₃)₄⁺ ions may electrostatically adsorbed on the copper surface covered with primarily adsorbed bromide ions. On the basis of the variation of impedance behaviors of copper in the surfactant-containing solutions with the immersion time, the adsorption model of the surfactants on the copper surface was proposed.     

Electrochemical effect of cationic gemini surfactant and halide salts on corrosion inhibition of low carbon steel in acid medium

In this paper, the corrosion inhibition of cationic gemini surfactant, in the absence and presence of halide salts (NaCl, NaBr and NaI) on steel in HCl was investigated at 20 ± 1 °C. The effects of pH, immersion time and salt concentration on the corrosion inhibition of steel were studied using weight loss, open circuit potential and electrochemical impedance spectroscopy. Inhibition efficiency increases by increasing surfactant concentration. Synergistic effect between surfactant and salts was studied. The inhibition efficiency increases by increasing salt concentration. This composite inhibitor containing gemini surfactant and halide was efficient and low-cost for steel corrosion inhibition in HCl.