烷基咪唑离子液体缓蚀剂缓蚀机理的理论研究

采用量子化学计算与分子动力学模拟相结合的方法研究了氯化1-丁基-3-甲基咪唑(A)、氯化1-己基-3-甲基咪唑(B)、氯化1-辛基-3-甲基咪唑(C)、1-辛基-3-甲基咪唑硫酸氢盐(D)、1-辛基-3-甲基咪唑乙酸盐(E)、1-辛基-3-甲基咪唑三氟甲磺酸盐(F)六种离子液体对盐酸溶液中铁腐蚀抑制的微观机理,并对缓蚀性能进行了评价.量子化学计算发现,这六种离子液体分子的反应活性区域主要集中在阳离子的咪唑环和阴离子的Cl、O原子上,而且缓蚀效率随烷基链长的增加而增加,离子液体F的缓蚀效率最高.分子动力学模拟发现离子液体的阳离子主要以咪唑环、阴离子主要以含氧基团吸附且覆盖在金属铁的表面,形成一层保护膜阻碍腐蚀介质与铁表面相互作用而起到缓蚀作用.六种离子液体的缓蚀效率顺序为FEDCBA,与实验研究结果相一致.     

清洁催化氧化合成己二酸

研究了一种绿色合成己二酸的方法。在无其他有机溶剂的条件下,以30%的过氧化氢为氧源,磷钨酸为催化剂,在不同离子液体[Bmim]Br、[Hmim]Br、[Hmim]HSO4和[Bmim]CF3COO中将环己烯氧化制备己二酸。结果表明,离子液体对磷钨酸的催化反应有促进作用。其中[Hmim]HSO4和[Bmim]CF3COO这两种离子液体的促进作用比较明显。得出的最佳反应条件是:反应温度为80℃,反应时间为10 h,n(磷钨酸)∶n([Hmim]HSO4)∶n(环己烯)∶n(H2O2)=1∶3∶400∶1 760时,己二酸产率为63.77%。反应结束后,将含有催化剂的离子液体相浓缩至一定浓度,催化剂可重复使用3次。     

清洁催化氧化合成己二酸

研究了一种绿色合成己二酸的方法。在无其他有机溶剂的条件下,以30%的过氧化氢为氧源,磷钨酸为催化剂,在不同离子液体[Bmim]Br、[Hmim]Br、[Hmim]HSO4和[Bmim]CF3COO中将环己烯氧化制备己二酸。结果表明,离子液体对磷钨酸的催化反应有促进作用。其中[Hmim]HSO4和[Bmim]CF3COO这两种离子液体的促进作用比较明显。得出的最佳反应条件是:反应温度为80℃,反应时间为10 h,n(磷钨酸)∶n([Hmim]HSO4)∶n(环己烯)∶n(H2O2)=1∶3∶400∶1 760时,己二酸产率为63.77%。反应结束后,将含有催化剂的离子液体相浓缩至一定浓度,催化剂可重复使用3次。     

铈对X80钢在土壤模拟溶液中腐蚀的影响

通过自腐蚀电位(Ecorr)、交流阻抗谱等电化学方法,研究了稀土铈(Ce)对X80钢在内蒙古伊克昭盟土壤模拟溶液中腐蚀行为的影响.实验结果表明,当Ce的质量分数为0.006 2%时X80钢的耐蚀性最强,但随着稀土含量的增加,X80钢的耐蚀性不再提高;随着腐蚀浸泡时间的延长,试样的腐蚀率先增加后降低.X80钢的腐蚀主要呈现不均匀腐蚀,而X80Ce钢发生了较均匀的腐蚀现象,腐蚀产物的XRD分析表明,两种钢的腐蚀产物主要为FeOOH、Fe2O3和Fe3O4.     

盐酸介质中咪唑离子液体对碳钢缓蚀作用的机理研究

采用量子化学方法研究了三种离子液体1-丁基-3-甲基咪唑硝酸盐([BMIM]NO3),1-丁基-3-甲基-咪唑四氟化硼酸盐([BMIM]BF4)和1-丁基-2,3-二甲基咪唑四氟化硼酸盐([BDMIM]BF4)的局部和全局活性.研究表明其缓释效率顺序为[BMIM]NO3[BMIM]BF4[BDMIM]BF4,这与电化学和失重方法测试的实验结果一致.建立了离子液体的量子化学参数与其缓蚀效率之间的定量构效关系,计算结果与实验符合很好.采用分子动力学模拟方法研究了1 mol/L的盐酸溶液中三种离子液体在碳钢表面的吸附行为和缓释机理,发现三种离子液体的阳离子中的咪唑环都平行地吸附在铁表面上,阴离子NO-3与铁表面的相互作用比BF-4与铁表面相互作用强.研究结果可为今后设计和筛选绿色离子液体缓蚀剂提供理论指导.     

非离子表面活性剂对铝在氨基磺酸溶液中被腐蚀的影响

文章考察了非离子表面活性剂对铝在氨基磺酸溶液中被腐蚀的影响。在溶液中非离子表面活性剂 (OP)的浓度为20～100ppm,氨基磺酸的浓度为0 .17～1 .00mol/L的范围内 ,随氨基磺酸的增加对铝的腐蚀速率不存在简单的线性关系 ;而随非离子表面活性剂 (OP)浓度的增加腐蚀速率有所降低。可见 ,非离子表面活性剂 (OP)的存在对铝在氨基磺酸溶液中的腐蚀有一定的缓蚀作用。     

铅在氧化铝微粒上吸附的扫描电镜观察

通过使用含醋酸-磷酸配位体溶液与否进行了两种溶液的实验对微量金属Pb在A l2O3微粒上的结合进行了研究.根据溶液中的化学反应平衡常数的平衡计算,可以显示每种溶液中相应的pH值时会生成Pb的各种可溶性复合物和Pb的沉淀物.借助扫描电子显微镜(SEM)及其必要的辅助手段X线光谱微量分析技术在微观水平上很好地观察并区分重金属Pb在A l2O3微粒表面上是以复合物形式吸附还是以氢氧化物沉淀形式存在这一有趣现象.在电镜下,Pb的复合物[Pb(CH3COO)2]、[Pb(CH3COO)+]、[PbHPO4]和[PbH2PO4+]在A l2O3微粒表面上的吸附显示为许多界限不清的弥漫明亮区.而Pb在A l2O3微粒表面上所形成的PbO沉淀则显示为许多近似环形的界限清楚的明亮区.     

纳米硼磷酸盐NaZn(H2O)2[BP2O8]·H2O的低温离子热合成与表征

硼磷酸盐是一类包含硼氧基团(BO4、BO3)和磷氧基团(PO4)的新化合物,目前所报道的硼磷酸盐几乎都在高温高压条件下合成。近几年离子法用于硼磷酸盐的合成逐渐受到关注。基于离子液体的特点,尝试了常压低温下硼磷酸盐的合成,并成功地应用于以离子液体[Emim]Br为溶剂,常压、80～100℃条件下合成纳米硼磷酸盐Zn(H2O)2[BP2O8]·H2O。产物通过X–射线粉末衍射进行了物相表征,并用扫描电镜(SEM)观察其形貌。结果表明,Zn(H2O)2[BP2O8]·H2O可在80℃下,40min内快速形成,通过改变反应时间、温度和陈化时间,研究了其对硼磷酸盐纳米晶体形成及形貌的影响。     

CTAB对N80钢在含H_2S酸性溶液中的缓蚀作用

用稳态极化法研究了N80钢在H2 S酸性溶液中含不同CTAB浓度时的腐蚀行为 ,并用交流阻抗法研究了溶液中加入CTAB前后N80钢活性溶解时阻抗图谱的变化 .结果表明 :H2 S酸性溶液中加入CTAB后可增大N80钢腐蚀反应的反应电阻 ,减小界面双电层电容 ,抑制腐蚀反应阳极过程的进行 ,从而有效地减缓N80钢的腐蚀     

904L不锈钢在5g/L H_2SO_4溶液中的腐蚀行为

为了研究904L不锈钢在5 g/L H2SO4溶液中的腐蚀行为,采用动电位极化测试、电化学阻抗测试(EIS)和X射线光电子能谱(XPS)研究其腐蚀行为,并分析其钝化膜的组成.结果表明,904L不锈钢极化后会发生自钝化,钝化区间为-0.2~0.6 V,电荷传递电阻为4 801Ω/cm2,表明904L不锈钢具有较强的耐蚀性能.X射线光电子能谱(XPS)研究表明,钝化膜主要成分为Cr2O3、Cr OOH、Cr(OH)3等化合物.因而904L不锈钢在5 g/L H2SO4溶液中可以表现出良好的耐蚀性能.     

肉桂醛与3-甲基-4-氨基-5-巯基-1，2，4-均三唑复配对碳钢的缓蚀协同效应

分别采用极化曲线、交流阻抗和静态失重等方法研究了肉桂醛与3-甲基-4-氨基-5-巯基-1,2,4-均三唑（简称为MACMT）复配对Q235碳钢在不同浓度盐酸介质中的缓蚀效果。并探讨了缓蚀剂浓度对缓蚀性能的影响及其缓蚀机理。结果表明,肉桂醛与3-甲基-4-氨基-5-巯基-1,2,4-均三唑均为1mmol／L时对Q235碳钢在0．5、1、2mol／L HCl介质中均有很好的缓蚀效果,缓蚀率达93％以上,两者复合后有良好的协同效应。盐酸介质温度的升高对缓蚀性能影响较小。     

盐酸溶液中ABMI和BBMI对Q235钢的缓蚀性能研究

合成了2-（烯丙硫基）苯并咪唑（ABMI）和2-（丁硫基）苯并咪唑（BBMI）,采用失重法和电化学极化曲线法考察了它们在1 MHCl中对Q235钢的缓蚀作用。研究结果表明：在25℃,1 MHCl溶液中,二者浓度均为100 mg/L时,其缓蚀率分别达到95.20%和87.32%;ABMI为混合型缓蚀剂,而BBMI为抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂;缓蚀性均随着温度升高而降低,在同一温度时AB-MI的缓蚀性能优于BBMI。两种缓蚀剂在Q235钢表面吸附均符合Langmuir吸附等温式,属于自发进行的化学吸附。     

盐酸溶液中dmit（Bun）2对Q235钢的缓蚀性能研究

合成了有机硫化合物4,5-二（正丁硫基）-1,3-二硫杂环戊二烯-2-硫酮（dmit（Bun）2）,用元素分析和红外光谱进行了表征,采用电化学极化曲线法研究了dmit（Bun）2在1.0 mol＆#183; L-1HCl溶液中对Q235钢的缓蚀作用,并考察了dmit（Bun）2浓度、HCl浓度、腐蚀体系温度、缓蚀液放置时间对缓蚀性能的影响.研究结果表明：在30℃时,dmit（Bun）2浓度为80 mg＆#183;L-1的1.0 mol＆#183;L-1 HCl溶液中,缓蚀剂对Q235钢的缓蚀率达到了99.01％,dmit（Bun）2为混合型缓蚀剂.吸附拟合表明：dmit（Bun）2在Q235钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,属于自发进行的化学吸附.dmit（Bun）2的缓蚀率随dmit（Bun）2浓度增大而升高,随腐蚀体系温度升高而降低,随HCl浓度增大而逐渐降低,随静置时间的延长、dmit（Bun）2的缓蚀性变化不大.     

Adsorption isotherm mechanism of amino organic compounds as mild steel corrosion inhibitors by electrochemical measurement method

The inhibition ability of 4-amino-5-phenyl-4H-1, 2, 4-trizole-3-thiol (APTT), ethylenediaminetetra-acetic acid (EDTA) and thiourea (TU) for mild steel corrosion in 1.0 mol/L HCl solution at 30 ℃ was investigated. Tafel polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) were used to investigate the influence of these organic compounds as corrosion inhibitors of mild steel in 1.0 mol/L HCl solution at 30 ℃. The inhibition mechanism was discussed in terms of Langmuir isotherm model. Results obtained...     

奥氏体不锈钢表面等离子渗锆合金层的抗酸腐蚀性研究

为提高0Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢在特殊应用环境的耐酸腐蚀性能,采用双辉等离子渗金属技术在不锈钢基体表面渗锆,对渗锆合金层的相结构进行检测分析,将奥氏体不锈钢基体试样和表面渗锆试样分别在0.5 mol/LH2SO4溶液、0.5mol/L HNO3溶液、0.5 mol/L HCl溶液进行电化学腐蚀对比试验。结果表明:在H2SO4溶液、HNO3溶液、HCl溶液中,不锈钢基材的相对腐蚀速度分别是渗锆合金层的2.18倍、9.73倍、24.43倍;不锈钢基体表面腐蚀较为严重,而渗锆合金层表面仅出现轻微的局部腐蚀坑。奥氏体不锈钢表面渗锆后,渗锆合金层中合金元素呈梯度分布,且腐蚀时在表面形成了一层致密的氧化锆钝化膜,因而其抗酸腐蚀性能相对基体大幅提升,在HCl溶液比在H2SO4溶液和HNO3溶液中耐蚀效果更明显。     

席夫碱化合物及其复配体系对碳钢缓蚀性能的研究

采用极化曲线、交流阻抗法对比研究了3-甲基-4-胺基缩肉桂醛-5-巯基-1,2,4-三氮唑席夫碱(MACHMT)与其原料的复配体系肉桂醛(CA)、3-甲基-4-氨基-5-巯基-1,2,4-均三唑(简称MACMT)对Q235碳钢在25℃下、0.5mol/L盐酸介质中的缓蚀性能,并探讨了这两种缓蚀剂的缓蚀机理。实验表明,肉桂醛与3-甲基-4-氨基-5-巯基-1,2,4-均三唑的复配体系对Q235碳钢的整体缓蚀性和稳定性均高于相同浓度席夫碱化合物MACHMT。     

2-巯基苯并咪唑缓蚀剂对Q235钢的缓蚀性能研究

采用静态失重法研究了2-巯基苯并咪唑缓蚀剂在盐酸溶液中对Q235钢的缓蚀性能。结果表明,2-巯基苯并咪唑缓蚀剂具有良好的缓蚀性能,缓蚀效率可达94.0%以上;随温度的升高,缓蚀剂的缓蚀效率显著降低。为了进一步研究缓蚀剂的作用机理,运用量子化学方法计算了缓蚀剂的EHOMO、ELUMO、电荷分布、Fukui指数等表征分子活性的参数,结果显示,2-巯基苯并咪唑在水溶剂环境中以质子化形式存在,质子化后的分子具有更好的全局反应活性和局部反应活性,可在金属表面形成多中心的吸附,从而提高了缓蚀效率。     

新型含硫缓蚀剂的制备及其缓蚀吸附行为

以右旋磷霉素左旋苯乙胺盐为起始原料制得新型含硫缓蚀剂HEHSP-(Na)2,采用失重法和电化学极化法对其缓蚀效率进行了评价,探讨了其在Q235钢上的吸附行为.结果表明:HEHSP-(Na)2属于混合型缓蚀剂,在盐酸介质中缓蚀作用良好,其吸附符合Flory-Huggins等温方程,是多分子层吸附,属于物理吸附.     

PHC管桩三种常用金属端头在土壤模拟液中的电化学腐蚀行为

金属端头的耐蚀性取决于其各部件(包括端板、裙板和主筋)的材质,进而影响预应力高强混凝土管桩(PHC管桩)的耐久性。通过自然浸泡和电化学测量技术研究了实际工程中PHC管桩三种常用金属端头(其中端板分别用铸钢、冷弯钢和Q235A钢)在四种典型土壤(氯盐土、盐碱土、中性草甸土和酸性红土)模拟液中的腐蚀行为。结果表明,实际工程所用端板的腐蚀速率均小于主筋和裙板,铸钢端板加速裙板和主筋腐蚀的程度不如冷弯钢或Q235A钢端板,但铸钢端板本身耐蚀性极差;端板与裙板、端板与主筋在土壤中存在接触电偶腐蚀,端板/裙板电偶对中裙板均为阳极,铸钢端板/主筋电偶对在盐渍土中铸钢为阳极,冷弯钢或Q235A钢端板与主筋电偶对中主筋也均为阳极;接触腐蚀加速了薄壁裙板和小面积主筋的破坏,将导致预应力的过早失效;现有金属端头需进行防腐蚀控制。     

Q235和Q345钢在模拟海水中的腐蚀行为

以Q235和Q345钢为研究对象,通过浸泡实验,对比研究了两种材质在模拟海水(质量分数3.5%NaCl)中浸泡温度和搅拌速度对腐蚀行为的影响规律,采用扫描电镜和能谱检测研究腐蚀后试样表面微观形貌及腐蚀产物成分。研究得出以下结论:静态海水中Q235和Q345钢腐蚀速度相差不大,且腐蚀速度随温度升高而增大,40℃时腐蚀速度约0.28mm/a;搅拌速度对腐蚀行为的影响是显著的,随搅拌速度增大腐蚀加速,300r/min时,腐蚀速度可达1mm/a,约是温度影响的3.5倍。腐蚀微观形貌观察发现Q235钢在模拟海水介质中表面发生了均匀腐蚀,而Q345钢表面出现了明显的点蚀形貌,腐蚀产物以铁的氧化物为主。在相同条件下的海水介质中,Q345钢的应用应谨慎。