氮掺杂碳点对Q235钢的缓蚀性能及机理研究

以聚乙烯吡咯烷酮为原料,采用水热法合成了一种环保、高效的氮掺杂碳点(N-CDs)。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)对其结构进行了表征,采用电化学方法、失重法和扫描电子显微镜(SEM)研究了N-CDs在1 mol/L HCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能和缓蚀机理。结果表明,当N-CDs的用量为200 mg/L时,缓蚀率可高达95.6%。电化学试验表明,N-CDs是一种混合型缓蚀剂,但主要是抑制阳极的反应。其缓蚀机理是:N-CDs在Q235钢表面以物理吸附和化学吸附的共同作用在Q235钢表面形成稳定的吸附膜,从而有效地抑制1 mol/L HCl溶液对碳钢的腐蚀,且符合Langmuir等温吸附模型。另外,SEM清晰观察到加入N-CDs后,Q235钢的腐蚀程度得到了明显的改善。     

烷基三唑类缓蚀剂的合成及对N80碳钢的缓蚀性能

目前,对引入长链烷基的三唑类缓蚀剂在盐酸中对金属缓蚀性能的研究尚存在着较大的空白。合成并探讨了烷基三唑类缓蚀剂对碳钢的缓蚀作用机理,采用失重法和电化学法测试评价了3种不同碳链长度的三唑类缓蚀剂对N80碳钢在盐酸中的缓蚀性能,采用扫描电镜(SEM)观察了其缓蚀前后的表面形貌。结果表明:3种缓蚀剂均能有效抑制盐酸对N80碳钢的腐蚀,为阴极抑制型缓蚀剂,在N80碳钢表面的吸附服从Langmuir等温吸附模型;在较低温度下,缓蚀剂碳链越长,缓蚀性能越好;缓蚀剂分子中吸附基团的比例随着碳链的增长而降低,随着温度的增加,缓蚀剂分子热运动加剧,吸附能力降低,碳链较短的缓蚀剂高温条件下能达到更高的缓蚀率。     

盐酸介质中十二烷基苯并三氮唑对碳钢的缓蚀作用

研究了十二烷基苯并三氮唑(DBcs)阳离子表面活性剂的缓蚀性能.通过失重法、极化曲线和SEM考察了该表面活性剂在1.0 mol/L HCl中对碳钢的缓蚀效果,并对缓蚀机理进行了讨论.结果表明:在温度为40℃时,随缓蚀剂DBCS浓度的增加,缓蚀效率增加.当浓度为30 mg/L时该表面活性剂即表现出优异的缓蚀性能,腐蚀速率仅为2.3 g/(m2·h),缓蚀率达98.9%.扫描电镜显示该表面活性剂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抑制为主的混合型缓蚀剂.     

薄荷叶缓蚀剂对热轧碳钢的缓蚀作用

为抑制碳钢酸洗时的腐蚀,采用加热回流萃取法从薄荷叶中提取了一种新型绿色缓蚀剂。采用失重法和极化曲线法测试了薄荷叶缓蚀剂在20~50℃时对2 mol/L HCl中热轧碳钢的缓蚀性能。结果表明:薄荷叶缓蚀剂对热轧碳钢的缓蚀效率随其浓度增加而增大,最大缓蚀率达到87.8%;当浓度小于80 mg/L时,温度升高,缓蚀效率减小;浓度大于80 mg/L时,温度升高,缓蚀效率增大;薄荷叶缓蚀剂在热轧碳钢表面的吸附作用符合Langmuir吸附模型;薄荷叶缓蚀剂对热轧碳钢的缓蚀机理为几何覆盖效应,同时抑制腐蚀反应的阴、阳极过程,属于混合型缓蚀剂。     

O_2/CO_2共存环境下缓蚀剂抑制碳钢腐蚀的机理研究

利用旋转圆盘电极(RDE)研究O_2/CO_2共存环境下,碳钢管线在不同浓度缓蚀剂中的腐蚀电化学行为。通过与CO_2环境中进行对比,研究得到O_2对缓蚀剂抑制碳钢CO_2腐蚀的影响。采用极化曲线测试不同浓度缓蚀剂下的缓蚀效率及阴、阳极行为,利用交流阻抗技术(EIS)监测缓蚀剂的吸附行为及腐蚀过程,并通过EIS拟合出的数据计算并绘制吸附等温线,利用扫描电镜观察含氧条件下的腐蚀形貌,利用XRD分析腐蚀产物膜的成分。结果表明:O_2导致缓蚀剂分子吸附能力减弱,在碳钢表面的吸附量减少,吸附膜覆盖度变小,缓蚀效率明显降低。同时,在有O_2环境下,腐蚀产物主要为疏松多孔的Fe_2O_3和FeO(OH)。由于含氧条件下腐蚀速率增大,腐蚀产物膜生成速率加快,导致缓蚀剂吸附能力进一步减弱,缓蚀剂有效作用时间变短。     

苯胺三聚体对碳钢在盐酸溶液中的缓蚀性能

为了研究苯胺低聚物对金属的缓蚀保护作用,采用化学氧化法制备了一种含N原子型缓蚀剂苯胺三聚体(AT),利用红外光谱和紫外-可见光谱及核磁共振氢谱对其结构进行了表征。通过极化曲线、交流阻抗谱、静态腐蚀失重试验评价了不同浓度AT在1 mol/L盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能,采用扫描电子显微镜(SEM)对腐蚀表面进行分析。结果表明,AT缓蚀剂对金属具有良好的缓蚀性能,当AT含量为100 mg/L时,其缓蚀效率高达99%。利用Langmuir吸附等温线模型结合EDS谱研究AT对金属的缓蚀机理,结果表明AT的缓蚀机理是缓蚀剂在碳钢表面吸附成膜,从而有效阻挡了碳钢表面与盐酸溶液的接触,对金属起到了较好的保护作用。     

绿色气相缓蚀剂的复配及其缓蚀性能研究

目的 为解决单组分绿色气相缓蚀剂缓蚀性能差的问题,复配一种绿色复合气相缓蚀剂,探究其对碳钢和黄铜金属试样的缓蚀作用。方法 采用腐蚀质量损失、接触角、电化学等试验测试分析复合气相缓蚀剂对碳钢、黄铜的缓蚀效果与成膜耐久性。结果 复合气相缓蚀剂对10号钢、H62黄铜的缓蚀效率分别为84.71%、91.67%,缓蚀性能显著优于单组分气相缓蚀剂;复合气相缓蚀剂在10号钢、H62黄铜表面均形成了缓蚀膜,H62黄铜表面形成的缓蚀膜较10号钢的更具耐久性。结论 与单组分气相缓蚀剂相比,该复合气相缓蚀剂对碳钢、黄铜均具备良好的缓蚀作用,为绿色气相缓蚀剂的防锈包装应用提供支撑。     

曼尼希碱复配缓蚀剂的酸洗缓蚀性能

为减少曼尼希碱用量并保证其缓蚀效果,以甲醛、苯乙酮和有机胺为原料合成了曼尼希碱主剂,通过正交试验,将其与十二烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)和油酸钠(SO)进行复配,在20%HCl介质中研究了其对Q235碳钢的缓蚀效果并对复配条件进行了优化。采用失重法、电化学方法、大气采样中和滴定法对复配缓蚀剂的性能进行对比分析,并考察不同温度对复配缓蚀剂性能的影响。确定的复配缓蚀剂最佳配方为:0.70%曼尼希碱,0.10%OP-10,0.20%SO。结果表明,经过复配的缓蚀剂缓蚀效果和抑雾效率均比单独添加曼尼希碱有明显的提高,在60℃20%HCl中,曼尼希碱质量分数为0.5%时,Q235钢的腐蚀速率为1.58g/(m2.h),缓蚀率达到99.31%,抑雾率为80.53%;本复配缓蚀剂是以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,具有良好的耐高温性能。     

一种含硫杂环双席夫碱化合物在硫酸介质中对Q235碳钢的缓蚀作用

目前对于双席夫碱化合物用作碳钢缓蚀剂的研究报道较少。合成了一种含硫杂环双席夫碱化合物:双噻吩-2-甲醛缩邻苯二胺(DTCPA),采用静态失重法、动电位极化曲线和交流阻抗谱测试考察了其在0.5 mol/L H_2SO_4溶液中对Q235碳钢的缓蚀作用。结果表明,DTCPA对碳钢具有良好的缓蚀效果,随着DTCPA浓度的增加腐蚀速率下降,缓蚀效率不断提高;然而,随着温度升高,腐蚀速率加快,缓蚀效率下降。DTCPA在硫酸介质中对碳钢的缓蚀作用属于一种抑制阴阳两极反应的混合型缓蚀剂,在碳钢表面形成了一层致密的保护膜,有效阻挡了硫酸对碳钢的腐蚀,其在碳钢表面的吸附遵循Langmuir吸附等温式。     

葡萄糖与甘氨酸反应产物对碳钢的缓蚀效果

为了解葡萄糖与甘氨酸反应产物对碳钢的缓蚀效果,采用失重法、电化学法并结合扫描电镜观察,研究了葡萄糖与甘氨酸反应产物(PGG)对碳钢在1 mol/L HCl溶液中的腐蚀抑制作用。结果发现:PGG对碳钢表现出很好的缓蚀效果,缓蚀效率随添加浓度的增加而增加,在最大浓度250 mg/L时,表现出最好的缓蚀效果,缓蚀效率为94.7%,且缓蚀效率随温度升高而降低。PGG同时抑制了碳钢腐蚀的阴极还原反应和阳极氧化反应过程,为混合型缓蚀剂,是通过多组分的物理和化学联合吸附,在碳钢表面上形成保护性覆盖层,将碳钢与酸溶液隔离,从而起到缓蚀作用,其吸附行为遵循Langmuir吸附等温模型。葡萄糖与甘氨酸反应产物(PGG)是碳钢在1 mol/L HCl溶液中的优良缓蚀剂。     

膦羧酸型缓蚀阻垢剂的缓蚀行为研究

采用经典的挂片失重法和电化学方法研究了CN-11膦羧酸型缓蚀阻垢剂在自来水中,在不同温度下的敞开系统和85℃的充氮脱氧密闭系统中对碳钢的缓蚀性能,并探讨该缓蚀剂的阻垢作用.结果表明:该缓蚀剂的缓蚀效率不高,使用不当甚至会加速腐蚀,但加入该缓蚀剂能明显阻止锈垢的生成,大大减小了垢下局部腐蚀的发生,提高抗局部腐蚀能力,可明显延长设备的实际使用寿命,另一方面由于其阻垢作用而保证了传热效果.CN-11型缓蚀剂具有缓蚀与阻垢的双重功效,具有实用意义与发展潜力.     

H_3PO_4掺杂聚苯胺对碳钢的缓蚀性能研究

金属管道、锅炉酸洗过程中,金属腐蚀不可避免,缓蚀剂是延缓金属腐蚀最有效、最经济的材料。苯胺低聚物具有可逆氧化还原特性,作为一种新型防腐蚀材料受到人们广泛关注。合成了一种水溶性良好的H_3PO_4掺杂聚苯胺纳米粒子缓蚀剂,采用动电位极化曲线和交流阻抗谱技术研究该缓蚀剂在1 mol/L HCl盐酸洗液中对碳钢的缓蚀性能和缓蚀机理,并结合扫描电镜和电子能谱分析碳钢腐蚀形貌和腐蚀产物成分。结果表明:H_3PO_4掺杂聚苯胺纳米粒子在碳钢表面吸附成膜,抑制氯离子对碳钢侵蚀,属于阳极型缓蚀剂。当缓蚀剂浓度为0.5 g/L时,120 min后的缓蚀效率高达94.9%。     

盐酸介质中咪唑啉缓蚀剂的性能

开发咪唑啉型缓蚀剂及其衍生物,探讨其腐蚀机理对于金属的腐蚀防护意义重大.为此,用月桂酸和二乙烯三胺合成了咪唑啉型缓蚀剂,通过静态失重法、线性扫描极化曲线法考察了其在5%HCl溶液中的缓蚀电化学性能及与KI的协同作用.结果表明:该缓蚀剂对A3碳钢的腐蚀具有明显的抑制作用,浓度为30 mg/L时缓蚀率达到99.0%;可以有效抑制腐蚀过程中的阳极反应;与Ⅺ有良好的缓蚀协同作用,10mg/L缓蚀剂与10 mg/L KI复配可以使缓蚀率达到99.2%,并且能将腐蚀速率控制在0.6 g/(m2·h)以下.     

盐酸介质中5种表面活性剂对20碳钢的缓蚀作用

钢铁在酸洗过程中易腐蚀,加入缓蚀剂可以提高其耐蚀性,而采用多种表面活性剂复配缓蚀剂用于20碳钢缓蚀的研究报道较少.采用失重法和电化学方法测定了盐酸介质中5种表面活性剂(乳化剂OP,乳化剂OP-10,K_(12),吐温-20,吐温-60)单独及复配使用对20碳钢的缓蚀作用,研究了温度、表面活性剂及盐酸浓度对缓蚀性能的影响.结果表明,盐酸介质中5种表面活性剂对20碳钢均有缓蚀作用,其中,乳化剂OP的缓蚀性能较优,与其他4种表面活性剂复配具有很好的协同作用,复配缓蚀效果优于多种缓蚀剂单独使用的效果.     

以米糠提取液为主料的气相缓蚀剂的缓蚀性能

开发环境友好型缓蚀剂是缓蚀剂技术发展的必然趋势,从天然物中提取有效成分作为缓蚀剂就是途径之一,采用气相缓蚀剂可以有效减轻腐蚀,适应可持续发展的要求.用酸化浸取法从米糠中提取植酸,复配成了气相缓蚀剂;采用失重、极化曲线和阻抗测试等评价了该缓蚀剂的气相缓蚀效率,并对其缓蚀机理进行了初步探讨.结果表明:该缓蚀剂对碳钢的气相腐蚀有良好的缓蚀效果,缓蚀率可达97%;该缓蚀剂为阳极吸附型缓蚀剂,符合Langmuir吸附等温式.     

氟康唑在3%HCl溶液中对45钢的缓蚀性能

有机缓蚀剂用于钢铁的腐蚀防护具有用量少、缓蚀性能佳的特点,已得到广泛研究,其中,三氮唑类抗真菌药品氟康唑对碳钢的缓蚀研究报道较少。通过失重试验和电化学测试研究了氟康唑在3%HCl中对45钢的缓蚀性能。结果表明,氟康唑浓度较低时,缓蚀效率随浓度的增大而升高,浓度为650 mg/L左右时,缓蚀效率达到85.8%以上;但用量过高,缓蚀效率反而随浓度的增加而降低。动电位极化曲线测试证实氟康唑是一种抑制阳极过程为主的混合型缓蚀剂。氟康唑分子在碳钢表面的吸附行为服从Langmuir吸附等温式的自发过程,是物理吸附与化学吸附共同作用的结果。     

海水中钨酸盐复合缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能

将海水用于工业可大量节省淡水资源,但海水会对金属设备产生严重腐蚀.采用失重法、极化曲线和表面分析技术就海水中钨酸盐复合缓蚀剂对碳钢(A3)的缓蚀性能及缓蚀机理进行了研究,确定了与钨酸盐具有较好协同效应的缓蚀剂配方.结果表明:单一的钨酸盐对海水中碳钢的缓蚀率随其浓度的增加而增加,浓度低缓蚀率低,40 mg/L以下会加速碳钢腐蚀;四元复合缓蚀剂中钨酸盐、柠檬酸、HEDP和锌盐浓度分别为30,40,10,3 mg/L时,对A3钢的缓蚀率超过93%;单一钨酸盐及其复合缓蚀剂均为阳极型缓蚀剂;添加缓蚀剂后A3钢表面以氧化铁为主要成分,钨与磷也参与了不溶性沉淀膜的形成,有效地抑制了海水对碳钢的腐蚀.     

动态热海水中碳钢材料缓蚀剂的研究

为提高碳钢材料在动态热海水中的耐腐蚀性能,优选了葡萄糖酸钠等3种成分组成的复合缓蚀剂考察其缓蚀效果和作用机理.采用模拟海水成分及动态试验条件下测试缓蚀剂对碳钢的缓蚀率,利用阳极极化曲线和扫描电镜研究复合缓蚀剂对钢铁材料在模拟海水中腐蚀过程的影响规律.实验结果表明,复合缓蚀剂各组分之间具有协同效应,在80℃动态海水中对碳钢的缓蚀率为85.8%,在25℃静态海水中对碳钢的缓蚀率可达94.5%.复合缓蚀剂提高动态热海水环境中钢铁耐腐蚀性能的主要原因是可在其表面形成一层致密的缓蚀钝化膜.     

一种新型H2S/CO2缓蚀剂的合成及其性能

国内市场上的大多缓蚀剂在CO2和H2S共存环境下的缓蚀效果较差.为此,合成了一种新型的抗H2S/CO2磷酸酯季铵盐缓蚀剂.采用动态失重、动电位扫描法研究了该缓蚀剂在某油田采出水介质中对碳钢的缓蚀性能,采用扫描电镜(SEM)观察了腐蚀表面.结果表明:磷酸酯季铵盐缓蚀剂是一种阳极型缓蚀剂,在碳钢表面的吸附满足Langmuir吸附等温方程,在(70±2)℃模拟油田水中50 mg/L该缓蚀剂的缓蚀效率达90％,可有效抑制腐蚀.     

西洋菜提取液在酸性介质中的缓蚀性能

植物缓蚀剂因具有来源广、成本低和可生物降解等优点而受到广泛关注。为促进绿色植物型缓蚀剂的研究应用,以西洋菜为原料,采用酸液浸泡提取制得了天然缓蚀剂。利用失重法、极化曲线、电化学阻抗谱研究了其在3%盐酸溶液中对铁片的缓蚀性能,并对缓蚀分子的吸附和腐蚀动力学过程进行探讨;对西洋菜粉末进行红外光谱分析,推断其可能的缓蚀机理。结果表明:西洋菜提取液对酸性介质中铁片的腐蚀反应有明显抑制作用,缓蚀剂的最佳工艺条件为浸泡时间96h,温度20-30℃,浓度1250mg/L;西洋菜提取液属于混合型缓蚀剂,缓蚀效率随浓度增加而增加,随温度的上升而减小,其缓蚀分子的吸附符合Langmuir等温方程式;西洋菜里含有不饱和有机化合物的极性基团(竣基、龛基、疑基等),可作为酸性缓蚀剂。