曼尼希碱缓蚀剂CJ的合成及其性能

曼尼希碱是一类重要的金属缓蚀剂。以肉桂醛、环己酮、水合肼为原料合成曼尼希碱缓蚀剂CJ,采用正交试验优化得出最佳合成条件,同时采用极化曲线和电化学阻抗谱等电化学方法研究了曼尼希碱缓蚀剂CJ的缓蚀机理。结果表明:当肉桂醛/水合肼摩尔比为3∶1、环己酮/水合肼摩尔比为1∶1、反应温度为45℃、pH为4、反应时间为8h时,CJ具有最好的缓蚀性能。在15%盐酸中,当缓蚀剂加量为1.0%时,N80钢片的腐蚀速率为0.299 1g/(m2·h),远低于SY/T 5405-1996中的一级标准。曼尼希碱缓蚀剂CJ在钢铁表面的吸附符合Langmuir吸附等温方程;曼尼希碱缓蚀剂CJ是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂。     

油溶性曼尼希碱缓蚀剂对紫铜在变压器油中的缓蚀行为研究

通过甲醛,十二胺和乙酰丙酮合成一种油溶性曼尼希碱类缓蚀剂(OMB),采用Fourier变换红外光谱(FT-IR)表征其结构。用盐雾实验分析OMB和石油磺酸钡(T701)以25#变压器油作为基础油配置防锈油后对紫铜的缓蚀性能,使用扫描电子显微镜(SEM)和原子力显微镜(AFM)进行腐蚀形貌观察,使用X射线光电子能谱(XPS)对表面进行成分分析,并结合量子化学计算和分子动力学模拟,以及Langmuir等温吸附方程式,进一步探讨了OMB对紫铜的缓蚀机理。结果表明：OMB是一种在盐雾环境下对紫铜具有优良缓蚀效果的缓蚀剂,其在紫铜表面的吸附行为为自发性吸附,符合混合吸附规律且以化学吸附为主,且平行吸附于Cu的表面。     

HJ曼尼希碱缓蚀剂的合成及其性能

采用糠醛、苯乙酮和水合肼合成了HJ曼尼希碱缓蚀剂。通过静态失重法和电化学方法评价了该缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。静态失重法表明,N80钢片在加有1.0%(质量分数)HJ曼尼希碱的15%(体积分数,下同)盐酸溶液中的腐蚀速率为0.623 5g·m~(-2)·h~(-1),远低于SY/T5405-1996标准中的一级标准。电化学测试结果表明,该缓蚀剂是以抑制阳极腐蚀过程为主的混合型缓蚀剂。该缓蚀剂在N80钢表面上的吸附行为服从Langmiur吸附等温式。     

曼尼希碱酸化缓蚀剂的合成及缓蚀性能

目前,曼尼希碱的合成多在有机溶剂中进行,其中大多有机溶剂对人体有害。以苯乙酮、甲醛、二乙胺为原料,苄基三乙基氯化铵为相转移催化剂,以水为溶剂合成曼尼希碱酸化缓蚀剂。用失重法和电化学方法考察其浓度及腐蚀液温度对20碳钢缓蚀效果的影响。结果表明:该缓蚀剂为混合型缓蚀剂,在碳钢表面的吸附为物理吸附;随温度的升高缓蚀率逐渐减小,随浓度的增加缓蚀率先增大后减小;缓蚀剂的添加量为0.7%,温度35~55℃时缓蚀率都在90%以上,能有效抑制盐酸对碳钢的腐蚀。     

两种曼尼希碱缓蚀剂的缓蚀性能

采用甲醛/苯甲醛、苯乙酮和水合肼为原料分别合成了AJ和BJ两种曼尼希碱缓蚀剂。通过静态挂片失重法、电化学测试法等方法研究了在15%HCl(质量分数)溶液中,这两种缓蚀剂对N80钢的缓蚀性能。结果表明:在15%的HCl溶液中,AJ和BJ缓蚀剂对N80钢具有良好的缓蚀作用,且BJ缓蚀剂的缓蚀效果要优于AJ缓蚀剂的;两种缓蚀剂均为阳极型缓蚀剂,都能自发吸附在N80钢表面,其行为均符合Langmuir吸附等温式。     

丙二胺型双曼尼希碱酸化缓蚀剂的缓蚀性能

将1,2-丙二胺和1,3-丙二胺分别与多聚甲醛和苯乙酮反应,制备出1,2-丙二胺型双曼尼希碱(BTM-2)和1,3-丙二胺型双曼尼希碱(BTM-3)两种缓蚀剂。采用常压静态挂片失重试验和电化学测试,分析了缓蚀剂添加量对15%HCl溶液中N80钢缓蚀效果的影响,并采用量子计算方法,进一步探讨了其缓蚀机理。结果表明：BTM-2和BTM-3均具有明显的缓蚀效果,BTM-2的缓蚀效果优于BTM-3的;BTM-2与BTM-3缓蚀剂分子均在N80钢表面产生了物理吸附和化学吸附的组合吸附作用,形成了一层吸附膜,其吸附作用符合Langmuir吸附等温模型,量子化学计算结果与试验结果一致。     

曼尼希碱缓蚀剂在盐酸中对N80钢缓蚀性能

目的制备一种新型曼尼希碱缓蚀剂并研究其性能。方法利用失重法研究缓蚀剂缓蚀效率与缓蚀剂的质量浓度、盐酸质量分数、腐蚀温度、腐蚀时间的关系,确定缓蚀剂的吸附曲线。通过动电位极化曲线法和交流阻抗法研究缓蚀剂的综合性质。利用扫描电镜观察腐蚀前后N80钢片的表面形态。结果缓蚀剂缓蚀效率随缓蚀剂添加量的增大而增大,随测试温度的升高而下降,随盐酸质量分数的升高先增大后减小,随腐蚀时间的延长先增大后减小。60℃时,在质量分数为15%盐酸中浸入4 h、缓蚀剂添加量在1.0 g/L的条件下,缓蚀剂缓蚀效率为99.18%,腐蚀反应的活化能由56.34 k J/mol提高到了86.54 k J/mol。缓蚀剂在N80钢表面符合Langmiur吸附模型,吸附吉布斯自由能为-29.94 k J/mol。极化实验结果显示该缓蚀剂为以阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。阻抗谱图显示添加缓蚀剂后,阻抗明显增大。扫描电镜结果显示缓蚀剂有效抑制了盐酸对N80钢片的腐蚀。结论所制备的缓蚀剂在质量分数为15%的盐酸中对N80钢片有良好的缓蚀效果。     

曼尼希碱的缓蚀行为研究

合成了7种纯的曼尼希碱,用失重法、极化电阻法、极化曲线法研究其在HCl溶液中对20#碳钢的缓蚀行为及分子结构对缓蚀作用的影响.结果表明曼尼希碱的缓蚀效率与分子结构有较大关系,其中PAP的缓蚀效果最好     

哌嗪类曼尼希碱壳聚糖缓蚀剂的制备及缓蚀性能研究

目的 解决海底采油设备酸化腐蚀问题,合成一种绿色的哌嗪类曼尼希碱壳聚糖衍生物缓蚀剂CS-NMB,并研究其在15%（质量分数）盐酸溶液中对N80钢的缓蚀性能,计算研究其在金属表面的作用机理。方法 以曲酸和N–甲基哌嗪为原料,经过曼尼希反应,合成曼尼希碱（MB）,再将该曼尼希碱接枝到壳聚糖分子上。采用红外光谱表征所合成产物,利用电化学法和静态失重法评价CS-N-MB在该强酸环境中对N80钢的缓蚀能力。基于密度泛函理论,研究壳聚糖（CS）和CS-N-MB的反应活性,明确活性位点,并通过分子动力学计算缓蚀剂的吸附能以及体系中水分子的均方位移。结果 在15%盐酸环境中,CS-N-MB对N80钢具有良好的缓蚀作用,且当缓蚀剂添加量小于200mg/L时,随着浓度的增加,N80钢的腐蚀速率逐渐减小。当缓蚀剂添加量大于200 mg/L时,短时间内,随着浓度的增加,N80钢的腐蚀速率又略微增大,而72 h后N80钢的腐蚀速率略微减小并趋于稳定。电化学研究表明,CS-N-MB能够同时抑制腐蚀的阴极反应和阳极反应,是混合型缓蚀剂。分子模拟结果表明,CS-N-MB的主要活性位点集中在N、O以及环状结构处,且加入...     

一种曼尼希缓蚀剂的合成及其缓蚀性能

利用甲醛、芳香酮、仲胺合成并复配出一种曼尼希型缓蚀剂。采用失重法、电分学测试和SEM分析等方法研究了该缓蚀剂的缓蚀性能和作用机理。结果表明,随着缓蚀剂添加量的增加,腐蚀速率降低,当缓蚀剂质量分数达到0.5%后,腐蚀速率变化不明显。在15%盐酸中添加0.5%的缓蚀剂能将多种材质在90℃下的腐蚀速率均控制在3 g·m-2·h-1以内。     

曼尼希碱季铵盐酸化缓蚀剂的合成及性能

合成了一种新型的曼尼希碱季铵盐(BMQA)酸化缓蚀剂,通过静态失重法测试了缓蚀剂在不同浓度盐酸中的缓蚀性能。结果表明,90℃下,缓蚀剂BMQA在15%盐酸中加入0.1%,18%盐酸中加入0.2%,28%盐酸中加入0.5%,N80钢的腐蚀速率都能小于4g·m-2·h-1。极化曲线测试表明该缓蚀剂是抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,遵循Langmuir吸附等温式,能自发在金属表面进行化学吸附。     

SO2-4 ,PO3 4- 对曼尼希碱酸化缓蚀剂缓蚀性能的影响

目的：研究废酸液中介质离子对曼尼希碱酸化缓蚀剂缓蚀性能的影响,以解决碳钢在酸液中的腐蚀问题。方法采用静态失重法、极化曲线、扫描电镜及能谱分析法,研究SO2-4,PO3-4对曼尼希碱型酸化缓蚀剂缓蚀性能的影响,并探究其作用机理。结果在10%(质量分数)盐酸、0.1%(质量分数)曼尼希碱的缓蚀介质中,随SO2-4质量分数的增大,腐蚀电流密度由2.81μA/cm2增加至7.32μA/cm2,腐蚀速率显著增大,缓蚀效果变弱;随PO3-4质量分数的增加,腐蚀电流密度由2.81μA/cm2减小至2.41μA/cm2,腐蚀速率减小,缓蚀效果变强。结论 SO2-4会通过钢铁表面已经形成的吸附膜上的细孔和缺陷渗入膜内,使膜发生开裂,从而侵蚀和破坏已经形成的吸附膜,抑制缓蚀剂的缓蚀效果;PO3-4与腐蚀产物Fe3+络合并在钢材表面形成一层致密的保护层,使缓蚀剂形成的吸附膜更加致密,阻止腐蚀性介质与金属表面接触,同时增加对离子或溶解氧的扩散阻力,提高缓蚀剂的缓蚀效果。     

一种曼尼希碱季铵盐缓蚀剂的合成与性能研究

以甲醛、苯乙酮、N-甲基苯胺为原料,经缩合反应生成曼尼希碱,向生成的曼尼希碱中加入氯乙酸进行季铵化反应,最终得到具有优良的酸溶性的曼尼希碱季铵盐。曼尼希碱季铵盐在碳钢表面形成单分子吸附层,每个曼尼希碱季铵盐分子平均取代1.38个水分子。电化学阻抗测试结果显示,膜电阻与电荷传递电阻同时随着曼尼希碱季铵盐浓度的增加而增大。曼尼希碱季铵盐通过降低指前因子及增加腐蚀反应的活化能抑制腐蚀速率。将曼尼希碱季铵盐与丙炔醇复配后,可以用于180℃盐酸或土酸的酸化施工。     

一种曼尼希碱缓蚀剂的复配研究

目的利用常用复配剂对缓蚀剂进行复配,以获得更好的缓蚀效果。方法利用静态失重法测量缓蚀剂与KI、硫脲、花椒籽油、六次甲基四胺复配前后腐蚀速率的变化,通过电化学方法测量缓蚀剂复配前后交流阻抗谱和极化曲线的变化,借助等温吸附模型对缓蚀剂机理进行探讨。结果缓蚀剂单独使用且质量浓度为50 mg/L时,腐蚀速率为6.94 g/(m~2?h),随着复配剂KI、硫脲、花椒籽油、六次甲基四胺浓度的升高,金属的腐蚀速率逐渐下降,在复配剂质量浓度为100 mg/L时,腐蚀速率分别下降为4.22、3.69、5.97、3.28 g/(m~2?h)。极化曲线表明,缓蚀剂复配前后都为阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。添加复配剂前后缓蚀剂在金属表面的吸附模型均未发生变化,都为Langmuir等温吸附,分别添加复配剂KI、硫脲、花椒籽油、六次甲基四胺后,缓蚀剂在金属表面吸附的ΔG~θ分别为–26.1、–25.3、–26.8、–27.4 k J/mol,说明缓蚀剂在金属表面物理吸附与化学吸附同时存在。结论 KI、硫脲、六次甲基四胺与缓蚀剂的协同作用良好。     

曼尼希碱与硫脲在气井采出水腐蚀体系中的缓蚀协同作用

目的寻找新型缓蚀剂,以解决碳钢在气井采出水中的腐蚀问题。方法以N80钢在80℃气井采出水中的腐蚀为研究对象,通过极化曲线和电化学阻抗谱,研究曼尼希碱与硫脲进行复配的缓蚀效果,并探讨缓蚀协同作用机理。结果硫脲是一种混合型缓蚀剂,对N80钢的阴极过程和阳极过程都有强烈的抑制作用;曼尼希碱是一种以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。二者复配后,对N80钢在气井采出水中的腐蚀表现出优异的缓蚀协同效应,当曼尼希碱添加量为0.75%,硫脲的质量浓度为2.5 mg/L时,缓蚀效果最好。结论曼尼希碱与硫脲二者复配使用时,在N80钢表面可能形成一种双层结构的吸附膜,内层以硫脲为主,外层以曼妮希碱为主。     

一种曼尼希碱在酸性介质中对碳钢缓蚀行为的研究

采用动电位扫描极化曲线和交流阻抗法,研究了自制曼尼希碱缓蚀剂ZD-1在5%H2SO,溶液中对Q235钢的缓蚀作用及缓蚀机理,并计算得出相应的热力学数据.研究表明:ZD-1是一种缓蚀效果显著、以阴极控制为主的混合型缓蚀剂,它在Q235钢表面发生了化学吸附,吸附过程为放热过程,吸附行为服从El-Awadv动力学模型.     

酸性介质中曼尼希碱与KCl复配对A3钢的缓蚀性能研究

以乙醛、丙酮和二乙胺为原料合成了曼尼希碱酸化缓蚀剂ZD-1.在加入1 g/L的ZD-1和不同浓度KCl的5%(质量分数)H2SO4溶液中,测试了A3钢的缓蚀率及动电位扫描极化曲线和交流阻抗谱,研究了ZD-1与KCl复配对A3钢的协同缓蚀作用.结果表明:ZD-1与KCl复配是以阴极控制为主的混合型缓蚀剂,1g/L的ZD-1和1 mmol/L的KCl复配对A3钢的缓蚀效果显著,缓蚀率可达93.84%.     

Fe3+对双曼尼希碱(DM)缓蚀性能及吸附行为的影响

目的针对曼尼希碱类缓蚀剂使用工况恶劣、影响因素复杂的情况,以单曼尼希碱为中间体,合成双曼尼希碱缓蚀剂(DM)。方法采用失重法、电化学方法研究Fe~(3+)对DM缓蚀性能的影响,计算DM在N80钢片表面的吸附热力学与动力学,并探讨Fe~(3+)对DM吸附行为的影响。结果在60℃、腐蚀介质总体积250 mL、缓蚀剂(DM)质量分数1%、盐酸质量分数20%、浸泡时间4 h的条件下,当Fe~(3+)质量浓度小于900 mg/L时,其腐蚀速率小于4 g/(m~2·h),满足SY/T 5405—1996对盐酸酸化缓蚀剂一级品的评价指标;当Fe~(3+)质量浓度大于900 mg/L时,其腐蚀速率仍然小于5 g/(m~2·h),满足盐酸酸化缓蚀剂二级品的评价指标。在1%DM的缓蚀溶液中,ΔG_(ads)=-44.86 k J/mol,当溶液中存在Fe~(3+)时,ΔG_(ads)=-42.56 k J/mol,与未加Fe~(3+)的相比,ΔG_(ads)更趋向于-40 kJ/mol。N80钢在20%盐酸溶液中的Ea值为7.10 kJ/mol,加入1%DM和1%DM+600 mg/L Fe~(3+)时的Ea值分别为25.45、23.90 kJ/mol。加入1%DM时,ΔE_(corr)=50 mV;加入1%DM+600mg/L Fe~(3+)时,ΔE_(corr)=30 mV。结论 N80钢在60℃、20%HCl条件下,DM缓蚀效率高达99.8%,是一种混合型缓蚀剂。在N80钢表面的吸附为混合型吸附,且吸附过程是一个自发、放热的过程,吸附规律服从Langrauir吸附等温式。加入Fe~(3+)后,对DM缓蚀性能起抑制作用,Fe~(3+)并没有改变DM的缓蚀剂类型,且Fe~(3+)通过破坏DM在N80钢表面的化学吸附来降低其缓蚀效率。