咪唑啉衍生物缓蚀剂的研究

叙述了咪唑啉衍生物药剂的合成过程，对单一、复合咪唑啉衍生物药剂的缓蚀、阻垢性能进行了试验，与其它缓蚀剂作性能对比试验。合成的咪唑啉衍生物缓蚀剂将用于解决吉林油田污水腐蚀问题，讨论了该缓蚀剂在试验水中的作用机理。     

咪唑啉缓蚀剂分子反应活性的量子化学研究

以11种同烷基链长咪唑啉类缓蚀剂分子为研究对象,采用DFT中的GGA/BLYP方法,通过计算分子的前线轨道分布、电荷分布、轨道系数、Fukui指数等,分析缓蚀剂分子位点的反应活性。结果表明,分子的反应活性区域和活性位点主要集中在咪唑啉分子头部的咪唑环和亲水取代基上的杂原子;S原子可同时作为亲核、亲电活性位,缓蚀效率随分子中S原子的增多而增加;烷基尾链对其活性分布基本不产生影响。     

MgmBn团簇层状结构的密度泛函理论研究

用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法,在6-31G*水平上对Mg2B6、Mg4B10、Mg6B13和Mg8816团簇的层状结构进行了几何结构优化,并在同一水平上计算了其电子结构、振动特性和成键特性.结果表明:团簇中Mg-B键长在0.225～0.235 nm,B-B键长在0.154～0.191 nm;Mg原子的自然电荷在+1.24～+1.45e之间,B原子的自然电荷在-0.29～1.10e之间;Mg4B10团簇有相对较高的动力学稳定性.     

Mg_3N_2团簇吸附H的密度泛函理论研究

运用密度泛函理论(DFT)中的杂化密度泛函B3LYP方法在6-311G*基组水平上对Mg_3N_2H_m(m=1~4)和(Mg_3N_2)_nH_m(n=2~4,m=1~2)团簇的可能几何结构进行优化,预测了其最稳定结构,并对最稳定结构的电子结构,成键特性,电荷分布,振动特性及稳定性等进行分析。结果表明:当团簇吸附H原子少于N原子数目时,一般形成-NH基;随着团簇吸附H原子数目的增加,当所有N原子吸H形成-NH基后,才有-NH基吸附H原子形成-NH_2基;但并不是所有-NH基全部形成-NH_2基的饱和结构,此时部分H原子会吸附于Mg原子上形成MgH结构。H原子易吸附于凸出的、包含孤对电子的N原子上;由于孤对电子间的排斥作用,H原子的吸附位置呈相互远离趋势。团簇中N-H之间是共价键作用,而Mg-H间是离子键作用,-NH和-NH_2基在团簇中保持完整性,团簇可以很好地描述晶体的储氢行为。     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究viii咪唑啉衍生物在H2S溶液中的吸附作用行为

依据咪唑啉衍生物在H2S溶液中的腐蚀电化学研究结果,分析探讨了系列咪唑啉化合物在碳钢电极表面的吸附作用规律及可能的吸附状态,并建立了该类化合物可能的吸附模型．结果表明,研究的13种咪唑啉衍生物的吸附均符合Langmuir单分子等温吸附规律,为具有较大表面吸附自由能的化学吸附;这种吸附主要来自分子中不饱和五元环与金属表面的强烈作用．其可能的吸附方式是分子中咪唑啉以近似平行金属表面的取向同金属表面发生相互作用,亲水支链骨架原子的奇偶性对分子的吸附作用方式具有重要影响,而憎水支链对分子的吸附过程贡献较小．     

盐酸溶液中烷基咪唑啉对铜的缓蚀行为

采用了电化学阻抗、极化曲线和循环伏安等方法研究了2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉(UHCI)在5%HCl溶液中对铜的缓蚀行为。结果表明,UHCI对铜有明显的缓蚀作用,随着缓蚀剂浓度的增加,其缓蚀率增大,但当缓蚀剂质量浓度达到0.15%后,再增加缓蚀剂浓度,缓蚀效率不再提高;该缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂,同时抑制了阴极还原和阳极氧化过程。量子化学计算结果表明,缓蚀剂分子主要通过O(14)提供电子与金属原子成键,在金属表面发生化学吸附。     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究(Ⅷ)咪唑啉衍生物在H2S溶液中的吸附作用行为

依据咪唑啉衍生物在H2 S溶液中的腐蚀电化学研究结果 ,分析探讨了系列咪唑啉化合物在碳钢电极表面的吸附作用规律及可能的吸附状态 ,并建立了该类化合物可能的吸附模型 .结果表明 ,研究的 13种咪唑啉衍生物的吸附均符合Langmuir单分子等温吸附规律 ,为具有较大表面吸附自由能的化学吸附 ;这种吸附主要来自分子中不饱和五元环与金属表面的强烈作用 .其可能的吸附方式是分子中咪唑环以近似平行金属表面的取向同金属表面发生相互作用 ,亲水支链骨架原子的奇偶性对分子的吸附作用方式具有重要影响 ,而憎水支链对分子的吸附过程贡献较小     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究 Ⅴ．咪唑啉衍生物在H2S溶液中的缓蚀作用特征

合成了14种具有不同结构和官能团的咪唑啉衍生物,利用交流阻抗和动电位极化曲线,对其在H2S溶液中的缓蚀作用特征和性能,以及温度的变化对其缓蚀性能的影响进行了研究。结果表明咪唑啉化合物对H2S溶液中低碳钢的腐蚀具有良好的保护性能,这主要依赖于化合物分子与金属表面存在较强的化学作用;按其作用机制的不同,所研究的咪唑啉化合物大体可分为阳极型和阴极型缓蚀剂,且阳极型咪唑缓蚀性能优于阴极型;咪唑环上憎水或亲水支链的长短,或其它官能团的存在（如双键,羟基等）,对化合物的缓蚀性能和作用机制有直接的影响。     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究——Ⅶ.H2S溶液中咪唑啉衍生物对碳钢腐蚀电极过程的影响

利用电化学测试技术，在H2S溶液中分别研究了14种咪唑啉衍生物浓度的变化对其缓蚀性能以及碳钢腐蚀电化学过程的影响，并对其缓蚀作用过程、缓蚀类型进行了分析探讨。结果表明，随药剂浓度升高，体系的自腐蚀电流和电极表面电容迅速减少，极化电阻增大，表明缓蚀剂分子在电极表面的吸附随药剂浓度的增加而增加，屏蔽效应增强；咪唑啉分子结构中憎水支链的长短对其缓蚀作用类型有重要影响，随支链中碳原子增加，化合物的缓蚀作用类型逐渐由阴极型向阳极型转变；按其对电极过程作用性质的不同，所研究的14种咪唑啉衍生物可分为阳极阴极缓蚀剂两组，其缓蚀作用主要是由于咪唑啉分子在电极表面的化学吸附所至。     

H2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究咪唑啉衍生物在H2S溶液中的吸附作用行为

依据咪唑啉衍生物在H2S溶液中的腐蚀电化学研究结果,分析探讨了系列咪唑啉化合物在碳钢电极表面的吸附作用规律及可能的吸附状态,并建立了该类化合物可能的吸附模型.结果表明,研究的13种咪唑啉衍生物的吸附均符合Langmuir单分子等温吸附规律,为具有较大表面吸附自由能的化学吸附;这种吸附主要来自分子中不饱和五元环与金属表面的强烈作用.其可能的吸附方式是分子中咪唑环以近似平行金属表面的取向同金属表面发生相互作用,亲水支链骨架原子的奇偶性对分子的吸附作用方式具有重要影响,而憎水支链对分子的吸附过程贡献较小.     

H_2S水溶液中的腐蚀与缓蚀作用机理的研究V.咪唑啉衍生物在H_2S溶液中的缓蚀作用特征

合成了１４种具有不同结构和官能团的咪唑啉衍生物,利用交流阻抗和动电位极化曲线,对其在Ｈ２Ｓ溶液中的缓蚀作用特征和性能,以及温度的变化对其缓蚀性能的影响进行了研究,结果表明咪唑啉化合物对Ｈ２Ｓ溶液中低碳钢的腐蚀具有良好的保护性能,这主要依赖于化合物分子与金属表面存在较强的化学作用;按其作用机制的不同,所研究的咪唑啉化合物大体可分为阳极型和阴极型缓蚀剂,且阳极型咪唑啉缓蚀性能优于阴极型;咪唑环上憎水或亲水支链的长短,或其它官能团的存在(如双键,羟基等),对化合物的缓蚀性能和作用机制有直接的影响．     

硫化矿物表面天然疏水性的密度泛函理论研究(英文)

采用密度泛函理论研究了水在硫化矿物表面的吸附以及硫化矿物的天然可浮性。为了排除氧气和其他因素的影响,所有的计算模型都是在真空环境下建立的。水分子是在黄铁矿与闪锌矿的表面,而不是在水里。对于方铅矿、辉铜矿、辉锑矿和辉钼矿,水分子是在水里,而不是在这些矿的表面。另一方面,黄铁矿表面亲氮气而不亲水,而闪锌矿表面不能吸附水。结果表明,方铅矿、辉锑矿、辉铜矿及辉钼矿是疏水的,而闪锌矿是亲水的。黄铁矿具有一定的亲水性,但是它更倾向于亲气,这是因为黄铁矿与水的作用要比与氮气的作用弱。因此,黄铁矿、方铅矿、辉铜矿、辉锑矿及辉钼矿都具有天然可浮性。     

用量子化学密度泛函理论研究环状含氮化合物分子结构与缓蚀性能的关系

用量子化学计算泛函密度理论(DFT)中的B3LYP方法，在6-31G基组水平上，对5种环状含氮化合物：3-氨基-1,2，4-三唑、2-氨基-1，3，4-二氢噻唑、5-对甲苯基-1，3，4-三唑、3-氨基-5-甲硫基-1，2，4-三唑和2-氨基苯咪唑的缓蚀性能与分子结构及电子结构的关系进行了研究，用Fukui指效分析了分子中原子的反应性．结果表明文中涉及到的分子均为存在共轭体系的平面分子，缓蚀效率与分子的最高占据轨道的能量EHOMO、最低空轨道与最高占据轨道的能量差△E(ELUMO-EHOMO)有较好的相关性．可以认为缓蚀剂分子在金属表面通过亲核作用与金属作用而形成吸附膜。该类缓蚀剂分子是通过吡啶氮原子提供电子与金属发生作用的．     

密度泛函方法研究Run(n=9～26)金属团簇

采用密度泛函理论中的广义梯度近似(DFT/GGA)方法,对Run团簇(n = 9～26)的几何结构与稳定性、团簇表面的Ru与内部Ru间相互作用进行了研究.结果表明:将金属团簇体系放大后,基态稳定结构的原子平均束缚能Eb随着团簇尺寸的增大而增大,当原子数n = 26时,Eb = -6.69eV,与大块金属的Eb(-6.74eV)接近,表明其已接近大块金属的性质;Ru26的平均间距(R)=2.65(A),与理论值2.70(A)和实验值2.704(A)相近;平均配位数CN随着n值的增大而增大,呈现收敛于块体值的趋势.另外,由于大块金属表面的原子不能与足够的原子配位形成饱和的配位结构,所以其上的电子向内层原子转移,使得内层Ru原子呈负电荷,而外层原子呈正电荷,最终导致内层原子之间的相互作用增强而导致键的收缩,外层原子之间键的减弱,从而出现所谓的"驰豫效应".     

醇醚基双咪唑啉缓蚀剂的性能及机理研究

目的模拟CO_2强采工艺,研究醇醚基双咪唑啉缓蚀剂DIM-OE的缓蚀性能及机理,解决CO_2对整个注采及地面集输系统的低碳钢设备的腐蚀问题。方法采用傅里叶红外光谱仪对醇醚基双咪唑啉进行了分子结构表征,采用动态挂片法评价了DIM-OE在不同CO_2分压、不同温度、不同质量浓度下对N80的缓蚀性能,采用动电位极化曲线研究了DIM-OE的电化学机理,采用扫描电镜和EDS分析了N80腐蚀后的表面形貌和元素含量。结果随CO_2分压的增加,N80的腐蚀速率显著增大。N80的腐蚀速率随腐蚀介质温度的升高先是增大,后又明显下降。随着DIM-OE质量浓度的增加,腐蚀速率逐渐减小,缓蚀率逐渐增大,最终均趋于稳定,腐蚀速率最小为0.063 mm/a,缓蚀率均达到90%以上。DIM-OE为抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,其分子在N80表面的吸附为单分子层吸附,是物理吸附和化学吸附的共同作用。未加DIM-OE的N80表面腐蚀产物中的C、O元素质量分数较高,Fe元素的质量分数较低,腐蚀严重;加有200mg/LDIM-OE的N80表面腐蚀产物中的C、O元素质量分数较低,Fe元素的质量分数较高,腐蚀较轻。结论在CO_2强采工艺条件下,DIM-OE缓蚀剂分子在N80表面可形成稳定的吸附层,有效地抑制CO_2对N80钢片的腐蚀,具有较好的缓蚀作用。     

取代基咪唑啉分子结构与缓蚀性能的实验研究

合成了四个取代基咪唑啉化合物,并进行IR和UV分析.用电 化学和失重法测试了化合物Ⅰ-Ⅳ的缓蚀率,发现四个取代基咪唑啉化合物的缓蚀率依次增 大. 从实验的角度探索了取代基与缓蚀性能的关系.实验结果和理论分析表明：具有P-π共轭体 系的咪唑啉化合物并同时在环上引入供电子基团,特别是具有共轭体系的取代芳烃,能增强 咪唑啉型化合物的缓蚀性能.     

流速和碳链长度对咪唑啉衍生物在高压CO2环境中缓蚀性能的影响

合成了5种碳链长度不同的咪唑啉衍生物以及两种碳链中带有双键的咪唑啉衍生物。通过动态失重、SEM、AFM和接触角测定等分析表征手段,研究了它们在碳钢表面上的吸附能力与疏水能力以及在高压CO2环境中在3种流速下对碳钢腐蚀的缓蚀性能。结果表明,咪唑啉碳数为21时疏水效果最好,其浓度为50,100和200 mg/L时,接触角分别为80.5°,87.8°和96.2°。通过测量力曲线,同样发现随碳链的增长,其粘附力逐渐增大,当碳数为21时,粘附力达到最大。高压釜动态失重实验表明,缓蚀剂的缓蚀性能与碳链的长度以及溶液流速有关。流速为0.3和0.6 m/s时,碳数为17时缓蚀效果最好;流速为5.5 m/s时,碳链越长,缓蚀效果越好。同样条件下,碳链中带有双键的咪唑啉的缓蚀效果总是优于碳链中没有双键的咪唑啉的缓蚀效果。     

含咪唑啉磷酸酯的复配缓蚀剂对Q235钢的缓蚀行为研究

将自制咪唑啉磷酸酯盐与KI复配,采用失重法、极化曲线和交流阻抗法研究了该缓蚀剂在1mol/L HCl水溶液中对Q235钢的缓蚀行为,探讨了其在Q235钢表面的吸附行为。结果表明：该缓蚀剂在1mol/L HCl水溶液中对Q235钢为混合偏阴极型缓蚀剂;缓蚀率随缓蚀剂浓度的增大而增加;该缓蚀剂在Q235钢表面的吸附模式遵循Langmuir吸附。     

密度泛函理论计算研究不同晶相Ti-Ta 合金的结构与性质

钛合金以其优良的生物相容性和综合力学性能成为当前生物医用材料的研究热点,本文采用密度函数理论方法对不同固溶度的Ti1?xTax合金的能量、晶体结构、电子结构和力学性质进行全面、系统的理论计算和分析,并通过电子结构的分析研究了相关力学性质变化的内在机理。结果表明:Ti1?xTax合金体系在固溶度x=0~0.125区间内六方密排相为主,在其他固溶度下则两种相同时存在。两种晶体结构Ti1?xTax合金的晶格常数平均值、晶胞体积和体积模量随着固溶度x的增加按一阶Vegard规律线性增加。Ti1?xTax合金体系的稳定性、体弹模量、弹性模量和剪切模量的变化均与对应的电子结构密切相关,在不同固溶度区间呈现不同的变化规律。     

空位缺陷对方铅矿电子结构及浮选行为影响的密度泛函理论

利用基于密度泛函理论的第一性原理赝势方法,计算含有硫空位和铅空位的方铅矿的电子结构,并讨论空位缺陷对方铅矿可浮性的影响.计算结果表明,铅空位缺陷使方铅矿费米能级降低,带隙变窄;而硫空位缺陷则使方铅矿费米能级升高,带隙变宽,同时,方铅矿的半导体类型由p型变为n型.空位缺陷引起的电荷布居数变化改变晶体中电子运动的状态,从而影响方铅矿的浮选行为.