缓蚀剂缓蚀机理研究报告(Ⅲ)——用线性极化技术研究硫脲系衍生物对低碳钢的缓蚀机理

用线性极化技术测量了不同温度(10℃～60℃)下10~#钢在1.0NH_2SO_4和添加缓蚀剂硫脲及其衍生物中的腐蚀速度.并根据反应活化能的大小探讨了它们的反应机理,所得结果与动态极化曲线法进行了比较.     

硫脲及其衍生物的缓蚀行为研究进展

从研究方法、缓蚀作用和促进作用、浓度极值现象、 加速渗H作用、吸附类型及作用机理等方面综述了国内外对硫脲及其衍生物缓蚀行为的研究 进展.硫脲及其衍生物作为吸附型酸洗缓蚀剂,材料、介质、温度、缓蚀剂浓度等因素对其 作用行为有较大影响.     

低碳钢-硫酸-硫脲缓蚀体系的研究

本文用分光光度法研究A_3钢在1.0mol·dm~31/2H_2SO_4中的腐蚀速率,硫脲对低碳钢-硫酸体系的缓蚀作用及Hg~(2+)、Sn(2+)、Cd~(2+)等阳离子对A_3钢在1.0mol·dm~(-3)1/2H_2SO_4中腐蚀速率和硫脲的缓蚀作用的影响。在25.6℃至55.5℃范围内,硫脲的缓蚀作用随浓度的上升而增强,当浓度达到2×10~(-3)mol·dm~(-3)后,缓蚀率达到极限值。表面反应为腐蚀速率的控制步骤。硫脲在低碳钢表面上的吸附符合Freundlich等温方程式。Hg~(2+)及     

呋喃及其衍生物对铝缓蚀机理的量子化学研究

采用ＡＭ１计算方法优化计算了呋喃及其衍生物的几何构型，并将其轨道能级，呋喃环上氧原子净电荷与缓蚀性能相拟合，发现有好的相关性。建立了Ａｌ族界面模型，优化计算了这类缓蚀剂在Ａｌ簇界面上的吸附方式，稳定化能等，对缓蚀机理进行了探讨。文中还预测了呋喃甲醇的缓蚀性能，经实验验证了所得规律的正确性。     

玻璃纤维和硫脲缓蚀剂对涂层缓蚀行为的影响

制备了含0.3%(质量分数)玻璃纤维和不同量硫脲缓蚀剂的复合涂层,采用扫描电镜(SEM)方法表征了玻璃纤维和硫脲缓蚀剂在涂层中的分布特点和分散效果。采用电化学阻抗谱研究了玻璃纤维和硫脲缓蚀剂对复合涂层缓蚀行为的影响,利用EDS技术表征涂层缺陷处的元素分布。结果表明:玻璃纤维不仅能提高涂层的防护性能,还能作为缓蚀剂的载体,增加其长期防护性能。相对于空白涂层,含有玻璃纤维和硫脲缓蚀剂的涂层的膜电阻明显上升,膜电容显著降低,涂层的使用寿命延长。中间漆中玻璃纤维的质量分数为0.3%,硫脲缓蚀剂的质量分数为0.6%时,复合涂层对Q235碳钢的防护性能最佳。     

二氧化碳腐蚀缓蚀剂及其缓蚀机理的研究进展

首先分别论述了单组分缓蚀剂和复配型缓蚀剂的缓蚀机理,即不同类型的缓蚀剂在金属表面所具有的不同吸附过程。单组分缓蚀剂中特殊的分子基团在金属表面通过物理吸附、化学吸附或混合吸附过程起到缓蚀作用,复配型缓蚀剂在金属表面通过各组分间协同吸附或竞争吸附过程起到缓蚀作用,并指出了缓蚀机理的研究所存在的问题。然后,主要综述了近几年来国内外对用于二氧化碳腐蚀缓蚀剂的研究进展,包括咪唑啉衍生物、表面活性剂、季铵盐、有机胺和复配型缓蚀剂,结合缓蚀剂的分子结构和缓蚀效率等对其进行了阐述。介绍了几种用于二氧化碳腐蚀的新型缓蚀剂,如多活性位点有机化合物、硫醇、席夫碱和聚合物等。最后针对二氧化碳腐蚀环境的复杂性,对未来缓蚀剂及其缓蚀机理的研究方向进行了展望。     

氨基酸类酸洗缓蚀剂缓蚀机理及其缓蚀性能的影响因素研究

采用失重法、电化学法研究了在硫酸介质中,氨基酸类复合缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能及缓蚀机理,动电位极化曲线测试证明,氨基酸复合酸洗缓蚀荆是抑制阳极和阴极反应的混合型缓蚀剂;交流阻抗测试了Nyquist图、Bode图及phase angle图,通过分析阻抗R1、双电层电容Cd1、阻抗模值| Z |和相角的大小,证明三元氨基酸类复合缓蚀剂各组分有很好的协同效应,缓蚀率很高.通过失重法确定,在酸洗时间0～16 h,酸洗温度30～50℃,硫酸浓度0.4～2.0 mol/L范围内,该三元复合缓蚀剂的缓蚀率都在90%以上.     

缓蚀剂分子结构与抗硫性能及其缓蚀机理研究

用饱和H₂S/CO₂失重法、高压H₂S/CO₂动态失重法、原子力显微镜（AFM）、环境扫描电镜（SEM）和X射线能量色散光谱（EDX）研究了咪唑啉衍生物、曼尼希碱、吡啶季铵盐、喹啉季铵盐和新稠杂环季铵盐5种不同分子结构缓蚀剂对N80钢的抗硫性能。结果表明5种缓蚀剂对N80钢的抗硫性能均随缓蚀剂浓度的增加而增强,各缓蚀剂的抗硫性能优劣顺序为：新稠杂环季铵盐>喹啉季铵盐>吡啶季铵盐>咪唑啉衍生物>曼尼希碱。静电吸附作用较强、空间位阻效应较小且中心吸附原子的电子云密度较大的缓蚀剂抗硫效果更好,其缓蚀机理主要是有效抑制CO₂/Cl^-腐蚀且促使试片表面生成致密的硫化物保护膜。     

复合气相缓蚀剂对铁质文物缓蚀机理的研究

采用乌洛脱品和胺类缓蚀剂A制成一种新的气相缓蚀剂,用模拟大气腐蚀状态的薄液膜电化学测试技术研究了复合气相缓蚀剂对铸铁试样电化学行为的影响.并通过X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)分析了复合气相缓蚀剂作用于模拟带锈文物所形成的锈层结构,并探讨了其缓蚀机理.结果表明,该复合气相缓蚀剂是一种阳极型的气相缓蚀剂,对模拟带锈文物有很好的缓蚀效果,该缓蚀剂可以促进铁质文物中的不稳定锈层向稳定锈层转化,抑制基体腐蚀的进一步扩展,对铁质文物具有很好的保护作用.      

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀机理的研究

以棕榈酸、二乙烯三胺、马来酸酐为原料合成了一种咪唑啉型缓蚀剂YQ-01,与YQ-02复配后得到能有效抑制二氧化碳腐蚀的缓蚀体系YQ-03。应用静态挂片失重法、电化学极化曲线、X射线光电子能谱分析研究了YQ-03抑制二氧化碳腐蚀的电化学特征,分析了腐蚀前、后及加入缓蚀体系YQ-03后A3钢的表面产物,探讨了YQ-03的缓蚀机理。结果表明,由主剂YQ-01和助剂YQ-02组成的复配缓蚀体系有良好的协同作用,腐蚀产物膜有3层,能有效抑制饱和CO2的高矿化度盐水对A3钢的腐蚀。     

硅钨杂多化合物的复配缓蚀剂及其缓蚀机理研究

通过旋转挂片试验,对硅钨杂多化合物的复配缓蚀剂进行了缓蚀性能的研究。结果表明：Ｎａ８［ＳｉＷ１１Ｏ３９］－ＺｎＣｌ２复配缓蚀剂具有良好的缓蚀性能,Ｎａ８［ＳｉＷ１１Ｏ３９］－ＺｎＣｌ２－葡萄糖酸钠复配缓蚀剂具有优良的缓蚀性能。通过极化曲线和光电子能谱初步探讨了缓蚀剂的作用机理。它们是阳极型缓蚀剂,Ｚｎ＾２＋的主要作用是在金属表面快速成膜,硅钨杂多化合物的作用不仅在金属表面,而且在次表面也起成膜作用     

硫脲衍生物对CO2饱和水溶液中碳钢缓蚀性能的研究

用失重法及极化曲线方法了在ＣＯ２饱和水溶液中几种硫脲衍生物对碳对钢的缓蚀作用。利用缓蚀协同效应得到了同温度下缓蚀效果良好的缓蚀剂。     

硫脲/硫氰酸钾复合缓蚀剂对黄铜和紫铜的缓蚀性能

以硫脲和硫氰酸钾作为复合缓蚀剂的组分,采用静态失重法、Tafel极化曲线及电化学阻抗谱分别研究了该复合缓蚀剂在10%硝酸、10%硫酸及10%盐酸溶液中对黄铜、紫铜的缓蚀行为。复合缓蚀剂中硫脲和硫氰酸钾的质量比及复合缓蚀剂的添加量对黄铜、紫铜的缓蚀率影响较大。结果表明,在上述三种酸洗溶液中,复合剂中硫脲和硫氰酸钾的最佳质量比均为6∶4;其中,10%硝酸溶液中,复合缓蚀剂最佳的添加量为0.09%,而在10%硫酸和10%盐酸溶液中,复合缓蚀剂最佳的添加量为0.15%。Tafel极化曲线也表明复合缓蚀剂的加入可以明显地降低黄铜和紫铜在盐酸、硫酸和硝酸溶液中的腐蚀电流密度,在黄铜和紫铜的表面形成良好的缓蚀保护膜,具有优良的抑制阴极和阳极反应的作用。     

复配缓蚀剂(PMM)对银缓蚀效果的电化学研究

采用极化曲线测量和交流阻抗法比较研究了1－苯基－5－巯基四氮唑（PMTA），2－巯基苯并恶唑（MBO）和2－硫基苯并咪唑（MBI）以及复配缓蚀剂（PMM）在Na2S 和HSCH2COOH溶液中对银的缓蚀性能，结果表明，PMM对银具有很好的缓蚀效果，表现出协同效应。     

YKI-5海水介质缓蚀剂对907A钢的缓蚀行为及其机理研究

YKI—5海水介质缓蚀剂主要成分为多元醇磷酸酯、多元醇聚磷酸酯、聚磷酸盐、正磷酸盐等.本工作运用失重法、极化曲线法和电化学阻抗谱(EIS)研究了YKI—5对907A钢在海水介质中的缓蚀行为,结果表明YKI—5在该体系中为混合型缓蚀剂,在不同浓度下体现出不同的缓蚀效应;在E(?)下测得EIS与空白试验不一样,它由两个容抗弧组成,呈现两个时间常数特征.     

微分极化曲线法及对缓蚀剂阳极脱附行为的表征

提出对半对数极化曲线进行微分的方法,得到的微分极化曲线及其特征参数可以更精细 地表征缓蚀剂的阳极脱附行为。     

碳量子点缓蚀剂的缓蚀行为与机理研究

目的 探究碳量子点对不同金属在不同工况下的缓蚀性能,分析其在溶液中的作用方式,并提出对金属的缓蚀机理模型,阐释其与传统缓蚀剂分子作用机制的差异。方法 采用水热法制备碳量子点,使用质量损失挂片、电化学测试及表面分析手段,研究碳量子点对碳钢和铝合金分别在饱和CO2盐溶液和盐酸溶液中的缓蚀性能。结果 碳量子点对碳钢和铝合金的腐蚀具有明显的抑制作用,质量损失测试证实,当添加质量浓度分别为50 mg/L和5 mg/L时,缓蚀效率可对应达到93%和86%。另外,阳极极化曲线段均出现明显的脱附电位,证实碳量子点在电极表面存在明显的吸附过程。微观形貌表征揭示碳量子点在金属界面形成了厚度超过100 nm的纳米结构保护膜,从而提升了表面疏水性能。不同时间下的电化学阻抗谱测试和荧光显微观察结果表明,其在溶液中的缓蚀作用达到稳定所需时间明显长于传统的缓蚀剂,约为3 h。结论 碳量子点是一种缓蚀性能优异的纳米材料缓蚀剂,独特的组成结构使其能在金属表面吸附或鳌合成膜,特殊的荧光性质为其吸附过程的原位表征提供来了新思路。     

YKI—5海水介质缓蚀剂对907A钢的缓蚀行为及其机理研究

ＹＫＩ－５海水介质缓蚀剂主要成分为多元醇磷酸酯、多元醇聚磷酸酯、聚磷酸盐、正磷酸盐等。本工作运用失重法、极化曲线法和电化学阻抗谱（ＥＩＳ）研究了ＹＫＩ－５对９０７Ａ钢在海水介质中有缓蚀行为,结果表明ＹＫＩ－５在该体系中为混合型缓蚀剂,在不同浓度下体现出不同的缓慢效应;在Ｅｃｏｒｒ下测得ＥＩＳ与空白试验不一样,它由两个容抗弧组成,呈现两个时间常数特征。     

EC缓蚀剂对钢铁的缓蚀行为研究

用失重法、极化曲线法研究了EC缓蚀剂在H_2S和NaCl溶液中对20碳钢的缓蚀行为,分析了分子结构对缓蚀作用的影响及其在钢铁表面的吸附。结果表明,EC缓蚀剂具有良好的缓蚀效果。     

用表面分析的方法研究复合缓蚀剂在天然海水中的缓蚀阻垢机理

通过EDS,XPS和SEM分析方法,探讨了海水中,复合缓蚀剂钼酸盐+有机膦酸盐+聚环氧琥珀酸+锌离子在碳钢表面的缓蚀阻垢协同作用机理。EDS分析表明,碳钢试片在空白海水中与在添加了缓蚀剂的海水中相比,表面Fe元素含量由62.68%增加到96.80%,而钙元素含量由34.56%降低到0.10%,说明缓蚀剂减缓了垢下引起的缝隙腐蚀。XPS分析表明,添加复合缓蚀剂使得金属表面铁氧化物膜的覆盖率更高,更为致密,而且试片表面没有发现钙,与EDS的测试结果一致。SEM分析表明,添加复合缓蚀剂浸泡后,试片没有腐蚀痕迹和新试片存在的机械划痕,碳酸钙由浸泡前的稳定方解石变为不稳定的分散状结晶体球霰石。