聚氨酯表面活性剂在盐酸溶液中对钢的缓蚀性能研究

为解决碳钢在酸性条件下腐蚀问题,合成了3种聚氨酯表面活性剂并将其作为缓蚀剂,采用动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)及扫描电子显微镜(SEM)研究了缓蚀剂在1.0 mol·L^-1 HCl溶液中对碳钢腐蚀程度的影响。对不同种类、浓度条件下的缓蚀效率进行比较,结果表明：聚氨酯表面活性剂属于混合型抑制剂并具有良好的缓蚀性能。缓蚀效率大小为SC2>SC3>SC4,在SC2浓度为1×10^-3 mol·L^-1 HCl时最大缓蚀率可达91.1%,并且发现缓蚀效率随缓蚀剂浓度的增加而增加。SEM结果进一步证实了上述表面活性剂有效减缓了碳钢表面的腐蚀。     

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。     

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。     

溴代十六烷基吡啶对冷轧钢在柠檬酸中的缓蚀性能

通过失重法、电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线和扫描电子显微镜(SEM)研究了溴代十六烷基吡啶(HDPB)在0.10 mol/L柠檬酸(H₃C₆H₅O₇)溶液中对冷轧钢的缓蚀性能。结果表明,20℃时30 mg/L HDPB的缓蚀率为83.3%,缓蚀率与缓蚀剂浓度呈正相关,而与温度呈负相关,HDPB在冷轧钢表面遵循Langmuir吸附等温式,各温度的标准吸附Gibbs自由能(ΔG⁰)在-34～-29 kJ/mol范围,且吸附过程为标准吸附熵(ΔS⁰)减小的放热过程。HDPB为混合抑制型缓蚀剂,阴、阳两极的腐蚀电流密度随HDPB浓度增大而不断减小。Nyquist图谱由容抗弧和感抗弧构成,添加HDPB后电荷转移电阻增大。SEM微观形貌进一步证实了HPDB有效抑制了柠檬酸对冷轧钢表面的腐蚀。     

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。     

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。     

苯甲醛在盐酸中对碳钢的缓蚀性能研究

采用失重法和电化学极化法研究了苯甲醛在盐酸清洗剂中对碳钢的缓蚀行为,并初步探讨其吸附性能。结果表明,苯甲醛属于混合型缓蚀剂,在盐酸介质中缓蚀作用良好,20℃下苯甲醛添加量为0.7%时,其缓蚀效率可达91.51%。能使碳钢的腐蚀反应活化能升高,碳钢需要克服更高的能量障碍,腐蚀速率明显下降。同时其缓蚀效率受温度的影响较大,其在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附规律。     

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.     

食用植物G提取物用作碳钢盐酸酸洗缓蚀剂的研究

用盐酸酸化浸取法从食用植物G干燥物中提取有效物质,制取一种盐酸酸洗缓蚀剂BM;采用失重法和电化学线性极化法评价该缓蚀剂的缓蚀效率,并初步探讨其缓蚀机理.结果表明缓蚀剂BM对20号碳钢在5％盐酸溶液中有良好的缓蚀效果,其在碳钢表面的吸附符合朗格缪尔(Langmuir)吸附等温方程,能同时抑制碳钢腐蚀的阴、阳极过程,是一种混合型缓蚀剂.     

Starch-AA-CS三元共聚物对酸溶液中碳钢的缓蚀作用

以淀粉（Starch）、丙烯酸（AA）和壳聚糖（CS）为原料合成三元共聚物（SAAC）。利用红外光谱（FT-IR）和X射线衍射（XRD）进行结构表征,并通过电化学方法、失量法、扫描电子显微镜（SEM）和能谱仪（EDS）研究SAAC在1 mol·L^-1 HCl环境下对Q235碳钢的缓蚀作用及机理。结果显示,SAAC是一种混合型缓蚀剂,30℃时,200 mg·L^-1的SAAC的缓蚀率可达90.1%。通过Gibbs自由能和Tafel曲线可知,SAAC在Q235碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,同时存在物理吸附与化学吸附。SAAC合成原料经济、环保,合成条件温和,是一种具有广泛应用前景的绿色环保型缓蚀剂。     

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。     

2-羟基-4-甲氧基苯甲醛缩氨基硫脲对碳钢的缓蚀作用

合成了一种新型缓蚀剂2-羟基-4-甲氧基苯甲醛缩氨基硫脲(HMBT),采用静态失重和动电位极化曲线法探讨了其在盐酸介质中对Q235碳钢缓蚀性能。结果表明,随着缓蚀剂浓度提高,碳钢的腐蚀速率下降,因此HMBT可以作为一种良好的缓蚀剂。HMBT在碳钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温式,HMBT分子在碳钢表面的吸附自由能表明既包括物理吸附也包括化学吸附。动电位极化的测量结果表明HMBT是一种混合型的缓蚀剂。     

复配缓蚀剂对碳钢在NaCl介质中的缓蚀作用

复配缓蚀剂由七水硫酸锌与2-羟基膦酰基乙酸按不同比例制得。采用失重法、极化曲线和电化学阻抗法研究了复配缓蚀剂在氯化钠介质中对20#碳钢的缓蚀性能。结果表明,当两者浓度配比为50∶3时,缓蚀效果最佳,且该缓蚀剂是一种抑制阳极腐蚀为主的缓蚀剂,在氯化钠介质中具有较好的缓蚀性能。     

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。     

新型柠檬酸酸洗缓蚀剂的缓蚀性能研究

通过腐蚀失重法研究了缓蚀剂对20#碳钢在柠檬酸溶液中腐蚀的缓蚀性能,并通过电化学极化分析对缓蚀剂的缓蚀机理进行了研究。结果表明,该缓蚀剂在2%⁸%柠檬酸中具有优良的缓蚀效果。在酸洗温度(95±2)℃,p H值为3.58%柠檬酸中具有优良的缓蚀效果。在酸洗温度(95±2)℃,p H值为3.5⁴.0,酸洗时间6 h,缓蚀剂添加量0.3%的条件下,缓蚀率达95%以上,且对三价铁离子具有很好的抑制效果。     

一种席夫碱缓蚀剂的制备及性能研究

由肉桂醛和苯胺合成席夫碱缓蚀剂,通过静态失重法、电化学测试法研究了在15%盐酸溶液中,席夫碱缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。结果表明,加入质量分数1.0%的席夫碱缓蚀剂,钢片的腐蚀速率降为1.637 2 g/(m2·h),席夫碱缓蚀剂为阳极抑制型缓蚀剂,能自发吸附在碳钢表面,符合Langmuir吸附等温式。     

一种席夫碱缓蚀剂的制备及性能研究

由肉桂醛和苯胺合成席夫碱缓蚀剂,通过静态失重法、电化学测试法研究了在15%盐酸溶液中,席夫碱缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。结果表明,加入质量分数1.0%的席夫碱缓蚀剂,钢片的腐蚀速率降为1.637 2 g/(m2·h),席夫碱缓蚀剂为阳极抑制型缓蚀剂,能自发吸附在碳钢表面,符合Langmuir吸附等温式。     

麻竹竹叶提取物对铝在HNO_3介质中的缓蚀性能

用失重法、电化学法和扫面电子显微镜(SEM)研究了麻竹(Dendrocalmus latifcorus Munro)竹叶提取物(DLMLE)在1.0 mol/L HNO3溶液中对铝的缓蚀作用。结果表明:DLMLE对铝的缓蚀性能随缓蚀剂浓度的增加而增大,且在铝表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,标准吸附Gibbs自由能(ΔG°)表明DLMLE在铝表面的吸附为包含物理吸附和化学吸附的混合吸附。动电位极化曲线表明,DLMLE为混合抑制型缓蚀剂;EIS谱呈半圆容抗弧,添加DLMLE后电荷转移电阻随缓蚀剂浓度的增加而增大。SEM表明DLMLE对铝在HNO3中的腐蚀产生抑制作用。     

新型油酸咪唑啉缓蚀剂的合成及其性能评价

采用溶剂法合成了两种新型咪唑啉缓蚀剂1-(2-氨乙基)-2-油酸基咪唑啉(A)和1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-油酸基咪唑啉(B),通过静态失重法和电化学极化曲线对其缓蚀性能进行了评价,并通过量子化学和分子动力学模拟方法对其缓蚀机理进行了研究。结果表明,两种缓蚀剂均具有较好的抗盐酸腐蚀性能,能同时抑制Q235钢的阴、阳极反应过程。在0～250 mg·L^-1浓度范围内,B的缓蚀性能优于A,且二者的最佳实验浓度均为150 mg·L^-1。此外,A、B的活性区域主要分布在咪唑环和亲水支链上,其分子头基能够有效驱替H₂O分子从而使缓蚀剂起到缓蚀作用,缓蚀性能的理论评价结果与实验规律相一致。