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。     

邻甲苯磺酰胺三元复配缓蚀剂的缓蚀性能研究

为了研制出用量少、效率高的低毒高效缓蚀剂,采用失重法、电化学和扫描电镜(SEM)研究了邻甲苯磺酰胺(OTS)、碘化钾(KI)和十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)复配的三元缓蚀剂在0.5 mol·L^-1硫酸溶液中的缓蚀作用。通过正交试验得到三元缓蚀剂最优浓度比为OTS∶KI∶CTAB=15∶6∶5,总浓度130 mg·L^-1时,缓蚀率可达98.18%。添加三元缓蚀剂后腐蚀过程的活化能增大,说明腐蚀反应更难发生。三元缓蚀剂符合Langmuir吸附等温式,在碳钢表面的吸附为自发的弱化学吸附过程。极化曲线法和电化学阻抗法(EIS)计算的缓蚀率均与失重法一致。极化曲线表明三元缓蚀剂是以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂。SEM微观相貌可看出添加三元缓蚀剂后,碳钢表面几乎无腐蚀痕迹,说明三元缓蚀剂分子之间具有缓蚀协同作用,形成了致密牢固的保护膜。     

酪氨酸衍生物对Q235钢的缓蚀性能研究

针对酸洗剂对金属的腐蚀问题，为了提高环保型氨基酸类缓蚀剂的缓蚀效果，设计合成了酪氨酸衍生物，并采用红外光谱和核磁共振氢谱(1H NMR)对产物进行了表征。采用失重法、极化曲线和交流阻抗(EIS)等方法研究了在30℃0.5 mol·L^-1硫酸溶液中酪氨酸衍生物对Q235钢的缓蚀性能，并探讨了缓蚀机理。结果表明：在相同浓度时，酪氨酸衍生物的缓蚀率明显高于酪氨酸。当酪氨酸衍生物缓蚀剂使用浓度为200 mg·L^-1时，缓蚀率即可达到93.88%。酪氨酸衍生物能同时抑制阴极和阳极反应，为混合抑制型缓蚀剂。电荷转移电阻随缓蚀剂浓度的增加而增加，说明酪氨酸衍生物分子在碳钢表面吸附形成了保护膜，从而起到缓蚀作用。     

开心果壳基碳点的合成及其对Q235碳钢的缓蚀行为研究

为实现废弃果壳的合理利用及绿色缓蚀剂的制备,采用水热法分别合成了开心果壳碳点(pvs-CDs)及开心果壳-酒石酸复合碳点(pt-CDs),通过傅里叶红外光谱、X射线电子能谱、透射电子显微镜及荧光光谱对所制备的碳点进行表征,以电化学方法及失重法测试其缓蚀性能。结果表明,所制备的碳点对Q235碳钢在1 mol·L^-1盐酸中的缓蚀效率均达90.0%以上,其中pt-CDs缓蚀性能更为优异。电化学阻抗谱表明pt-CDs对浸泡6 h后碳钢的缓蚀效率可达94.5%,这主要归因于其在碳钢表面吸附形成保护膜,显著增加了碳钢腐蚀反应活化能。同时荧光光谱和差分紫外光谱法证实pt-CDs与Fe³⁺的强相互作用,可进一步促进其在碳钢表面的吸附,这为探索生物质碳点类缓蚀剂的研究提供了思路。     

盐酸介质中聚醚改性七甲基三硅氧烷对碳钢的缓蚀研究

本文研究了三种聚醚改性七甲基三硅氧烷(分别简称为TEO-13、TEO-23和TEO-29)的缓蚀性能.通过静态失重筛选出缓蚀效果较好的聚醚硅氧烷,利用动电位扫描极化曲线及SEM考察了最优化的聚醚硅氧烷在1.0mol· L-1盐酸中对20#碳钢的缓蚀效果,并对缓蚀机理进行了探讨.结果表明:合成的聚醚改性七甲基三硅氧烷对碳钢在HCl介质中表现出优异的缓蚀效果,其中TEO-23的缓蚀效果最好,当达到0.9g·L-1的浓度时,腐蚀速度降为5.9g· (m2·h)-1,缓蚀效率为94.1％.扫描电镜显示TEO-23可在碳钢表面形成致密完整的吸附保护膜,阻碍碳钢的腐蚀.极化曲线表明,该表面活性剂属于阴极型缓蚀剂.     

一种基于碳原子点缓蚀剂的制备及性能评价

CO₂驱油引起的腐蚀是石油工业中一种比较常见的腐蚀类型，缓蚀剂的研发与应用可以有效抑制金属设备的腐蚀。以乙二胺四乙酸二钠水合物、氨基磺酸和六亚甲基四胺为原料，用微波法制备出一种基于碳原子点结构的缓蚀剂NCOS，通过在饱和CO₂的3%NaCl溶液中对其缓蚀性能进行研究。通过SEM、静态失重试验和电化学测试分析其缓蚀性能。结果表明：NCOS具有类球形结构，且有比较好的水溶液分散性，其直径约在4～8 nm之间；静态失重试验中，当NCOS加量为600 mg·L^-1时，腐蚀速率为0.09 mm·a^-1，其缓蚀率达到83.5%；电化学测试中，NCOS加量为600 mg·L^-1时，腐蚀电流密度降低为50.40μA·cm^-2，缓蚀速率达到83.8%。缓蚀剂分子主要是通过抑制阴极发生析氢反应来实现高缓蚀效率，达到减缓腐蚀进程的目的。     

复合缓蚀剂在软化水中对低碳钢的协同缓蚀作用

采用静态失重法、电化学测试和表面表征技术研究了环境友好型复合缓蚀剂对低碳钢在软化水中的缓蚀作用。结果表明，钼酸钠、硅酸钠、四硼酸钠和葡萄糖酸钠4种单组分缓蚀剂在成本和缓蚀率上都不具有优势，复合缓蚀剂的缓蚀率远高于相同剂量的单组分缓蚀剂。浓度为140 mg/L的复合缓蚀剂在温度50℃和浸泡时间72 h条件下的缓蚀率为84.77%。当温度改变后，缓蚀率变化较小，说明复合缓蚀剂具有一定的稳定性。扫描电镜（SEM）表面观察证实了复合缓蚀剂在碳钢表面的腐蚀抑制作用，通过光电子能谱（XPS）分析推测了复合缓蚀剂对腐蚀的抑制机理，从而阐明碳钢表面缓蚀剂的协同保护机制。     

缓蚀剂1,3-二烷基咪唑的合成及其缓蚀性能研究

采用一步法合成了1-丁基-3-甲基咪唑溴盐([BMIM]Br)和1-己基-3-甲基咪唑溴盐([HMIM]Br)等两种烷基咪唑离子液体,并通过电化学阻抗、动电位极化和失重法研究[BMIM]Br和[HMIM]Br对15Mn碳钢在1 mol/L盐酸溶液中的缓蚀行为。研究结果表明:此两种缓蚀剂在1 mol/L盐酸溶液介质中对碳钢都有良好的缓蚀效果,其缓蚀效率都随着缓蚀剂的浓度的升高而增大,在同浓度条件下,缓蚀效率顺序为:[HMIM]Br[BMIM]Br。动电位极化曲线测量表明此两种1,3-二烷基咪唑溴盐的加入对碳钢的阴阳极腐蚀过程都具有抑制作用,[BMIM]Br和[HMIM]Br属于混合型缓蚀剂。同时计算了相关热力学参数如吸附平衡常数(Kads)以及标准吸附自由能(ΔGads)来阐述缓蚀剂的缓蚀机制,热力学计算说明[BMIM]Br和[HMIM]Br在碳钢表面发生了自发的物理吸附。     

酸性介质中苯甲醛缩苯胺对A3碳钢的缓蚀作用

采用失重法及电化学法研究了苯甲醛缩苯胺在不同浓度盐酸介质和温度中对A3碳钢的缓蚀行为。结果表明,该缓蚀剂对盐酸介质中的A3碳钢有明显的缓蚀作用;加入缓蚀剂后,腐蚀反应活化能由52.23 k J/mol升高到103.85 k J/mol,随着温度的升高这种缓蚀剂能在一定程度上抑制温度对腐蚀速率的影响。随着缓蚀剂浓度的提高,腐蚀速率显著降低,缓蚀率显著提高,但最终会随着缓蚀剂用量加大,腐蚀速率和缓蚀率趋于平缓。     

两种改性有机试剂对X70钢的缓蚀行为研究

采用极化曲线测试了改性硫脲咪唑啉(MTHIM)和改性硫代酰胺(MCAIO)对X70钢在模拟CO₂油田水中的缓蚀行为。用扫描电子显微镜(SEM)观察了X70钢表面腐蚀形态，将MTHIM和MCAIO进行复配分析其协同作用。结果表明，两种有机试剂的缓蚀效率(η)随着浓度的增加均增大，200 mg·L^-1的MTHIM和MCAIO的缓蚀效率分别为92.5%和91.9%。SEM结果表明在加入MTHIM后X70钢表面的腐蚀有所减缓。MTHIM和MCAIO在25℃和50℃有很好的协同效应，并分析了缓蚀机理。     

壳聚糖-(D-氨基葡萄糖甲基)苯甲醛缓蚀性能的研究

以D(+)氨基葡萄糖盐酸盐和对苯二甲醛为原料合成(D-氨基葡萄糖甲基)苯甲醛(Sch),再以壳聚糖为原料对(D-氨基葡萄糖甲基)苯甲醛进行改性,制备性能优异的壳聚糖-(D-氨基葡萄糖甲基)苯甲醛(CS-Sch)缓蚀剂。利用红外光谱仪对CS-Sch和Sch的结构进行表征,利用电化学测试法对CS-Sch和Sch的缓蚀性能进行比较,当CS-Sch和Sch质量浓度为400 mg/L,温度为303 K时,缓蚀率分别为90.1%和80.5%。利用失重法研究了碳钢的腐蚀程度,结果表明：碳钢腐蚀速率随CS-Sch质量浓度增大而减小,随温度升高而增大。采用SEM探究CS-Sch在1 mol/L HCl中对碳钢腐蚀的影响以及其缓蚀机理。实验发现：CS-Sch在1 mol/L HCl溶液中碳钢表面的吸附模型契合Langmuir吸附等温模型,其主要以化学吸附为主。CS-Sch合成的原料简单环保,是一种绿色无污染的环保型缓蚀剂。     

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。     

溴化十六烷基吡啶在硫酸溶液中对钢的缓蚀性能研究

采用失重法、动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、扫描电子显微镜(SEM)及原子力显微镜(AFM)研究了阳离子表面活性剂溴化十六烷基吡啶(HDPB)在1.0 mol/L H2SO4溶液中对冷轧钢的缓蚀性能.结果表明:HDPB具有良好的缓蚀性能,缓蚀率随缓蚀剂浓度和温度的增加而增大,50℃时100 mg/L HDPB的最大缓蚀率可高达98.2％.HDPB属于混合抑制型缓蚀剂,添加HDPB后电荷转移电阻显著增大,且SEM与AFM的微观形貌进一步证实了HDPB有效减缓了冷轧钢表面的腐蚀程度.     

一种高温缓蚀剂的合成与评价

在复配工艺条件下,合成了一种新型抗环烷酸腐蚀的高温缓蚀剂。静态挂片法实验研究结果表明,采用标准A3碳钢挂片,以环烷酸／白油为反应介质（酸度602mgKOH／100mL）,加入缓蚀剂2092μg·g-1,在200％的高温,反应时间为24h的条件下,缓蚀剂的缓蚀效率最高可达92．67％,表明此缓蚀剂具有较好的缓蚀效果,适用于以环烷酸为主的腐蚀环境的腐蚀防护。     

BTA与表面活性剂O-20复配对铜CMP缓蚀行为的研究

通过电化学和化学机械抛光实验,研究了铜互连CMP中低浓度缓蚀剂BTA和非离子表面活性剂O-20复配对Cu电化学腐蚀及去除速率的影响,同时利用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)表征了Cu表面形貌。电化学实验结果表明,在双氧水、甘氨酸体系下,0.5 mmol/L BTA与0.5 mmol/L O-20复配后,Cu表面腐蚀减少,其缓蚀效率动态条件下为59.58%,静态条件下为85.36%,相当于1mmol/L BTA的缓蚀效率。CMP实验结果表明,BTA与O-20复配后,Cu的去除速率为113 nm/min,表面微粗糙度降低,可达0.953 nm。使用低浓度BTA与O-20复配能抑制Cu表面腐蚀,降低Cu表面抛光后的微粗糙度,并且有利于CMP后清洗。     

4-氨基苯甲酸席夫碱自组装缓蚀膜对20#钢在饱和CO2油田水中的缓蚀性能

利用邻氧乙酸苯甲醛缩4-氨基苯甲酸钾盐席夫碱(K₂L1)缓蚀剂在20#碳钢表面制备了自组装单分子膜(SAMs),通过电化学方法研究了缓蚀剂的合成条件、自组装时间等因素对成膜的影响,结果表明,合成中KOH与邻氧乙酸苯甲醛按2:1摩尔比进行反应得到的K₂L1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。缓蚀性能的研究表明,碳钢表面K₂L1-SAMS抑制了碳钢的阴极还原过程,改变了电极表面双电层结构,具有良好的缓蚀效果(最高缓蚀效率可达95%以上),交流阻抗和极化曲线得到的结论是一致的。同时研究表明K₂L1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。量子化学计算结果表明,K₂L1分子具有多个吸附活性中心,这些活性原子的前线轨道能与碳钢表面铁原子的前线轨道相互作用,因而使得K₂L1分子在碳钢表面形成吸附膜,阻止了碳钢在饱和CO₂油田水介质中的溶解。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,K₂L1通过配位键在碳钢表面形成了稳定的缓蚀膜。     

席夫碱表面活性剂对不锈钢的缓蚀性能研究

研究了3种席夫碱表面活性剂型缓蚀剂在4 mol/L盐酸中对不锈钢的缓蚀性能。失重实验结果表明,席夫碱表面活性剂具有良好的缓蚀性能,缓蚀率随缓蚀剂浓度的增大而增大。电化学实验结果表明,3种缓蚀剂均是以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂。3种缓蚀剂在不锈钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温方程,包含物理吸附过程和化学吸附过程。     

给水管道腐蚀特性与防护措施研究

研究了磺胺二嘧啶与吡咪硫胺（SP）对给水管道的缓蚀特性,在无氧条件下进行了评估,并与工业缓蚀剂（SI）的缓蚀性能进行了比较。结果表明：SP和SI的缓蚀效率相当,SP的最高抑制效率为78.85%,而SI在0.01mol·L-1浓度下的抑制率为75.44%。SP的缓蚀效率略高,而SI提供了更稳定的防腐蚀保护。随着2种物质浓度的增加,缓蚀效率也增加,腐蚀速率常数K随着SP和SI浓度的增加而减小,而材料半衰期随着SP和SI浓度的增加而增加。极化曲线显示,SP和SI均表现出混合缓蚀行为。对于SP和SI在管道钢表面吸附的化学吸附机制进行了解释,采用朗缪尔吸附等温线拟合了缓蚀剂的吸附特性。     

第十一届国际金属腐蚀会议论文题录

1.用ESCA和SEM研究纯铁在丙烯酰胺酸性介质中的腐蚀及表面性质 2.用于水处理的新型缓蚀剂 3.用UV光谱法研究稀盐酸中苯胺对碳钢的缓蚀机理 4.阴离子与磷复配用作碳钢的缓蚀剂 5.铝酸钠和铝酸盐组成对冷却水中碳钢的缓蚀作用研究 6.用于控制低碳钢腐蚀的一些无毒化合物的协同作用 7.常温下碳钢在溴化锂溶液中的腐蚀与缓蚀 8.有机缓蚀剂对β相脱锌的抑制 9.由阳极电流而定的吸附于被腐蚀金属     

2,5-二芳基-1,3,4-噻二唑衍生物的合成及缓蚀性能

合成4种2,5-二芳基-1,3,4-噻二唑化合物,即2,5-二苯基-1,3,4-噻二唑(DPTD),2,5-二(2-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(2-DHPTD),2,5-二(3-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(3-DHPTD)和2,5-二(4-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(4-DHPTD)。通过Tafel极化曲线和电化学阻抗研究4种油溶型噻二唑衍生物在50 mg·L^-1硫-乙醇体系中的缓蚀性能,电化学测试表明:腐蚀液中添加噻二唑衍生物后,银片腐蚀得到抑制;随着缓蚀剂浓度增大,腐蚀电流密度减小,缓蚀效率增大;当缓蚀剂浓度为90 mg·L^-1时,4种缓蚀剂DPTD、2-DHPTD、3-DHPTD和4-DHPTD的缓蚀效率分别为85.8%、94.6%、96.4%和97.1%。采用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察其表面形貌,可知缓蚀剂在金属表面形成一层保护膜,阻止腐蚀物质与金属表面的接触,从而抑制银片腐蚀。经分子动力学分析可知,4种噻二唑衍生物吸附于金属表面遵循Langmuir等温方程,且吸附属于以化学吸附为主的混合型吸附。量子化学计算和分子动力学模拟研究表明,4种缓蚀剂均具有很好的缓蚀作用,且4种缓蚀剂的缓蚀效率大小顺序是[4-DHPDT]> [3-DHPDT]> [2-DHPDT]> [DPDT],这与实验结果一致。