噻二唑衍生物分子结构与其缓蚀性能的关系

利用交流阻、Tafel极化曲线和原子力显微镜（AFM）,研究2-氨基-1,3,4-噻二唑（ATD）、5-甲基-2-氨基-1,3,4-噻二唑（MATD）、5-苯基-2-氨基-1,3,4-噻二唑（PATD）和2,5-二苯基-1,3,4-噻二唑（DPTD）4种具有不同取代基的噻二唑衍生物在50 mg·L^-1硫溶液中对金属银的缓蚀性能。实验结果表明：缓蚀剂成功地吸附到了金属表面,金属腐蚀受到明显的抑制,且4种缓蚀剂的缓蚀效率的大小顺序是：MATD>PATD>ATD>DPTD。位于噻二唑环2,5位置上非极性和极性基团结构的变化,极性基团均对缓蚀剂的缓蚀性能有较大影响。因极性基团更容易吸附到金属表面,所以当噻二唑环上存在极性基团时,其抗腐蚀性能明显增强;当环上存在非极性基团时,与芳基相比,非极性基团为烷基时,其缓蚀性能更好,原因可能是由于芳基的体积较大,在吸附过程中受到的阻力较大。通过动力学分析可知：4种缓蚀剂在金属表面的吸附遵循Langmuir吸附等温方程,吸附类型属于化学吸附为主的混合吸附。通过分子动力学模拟,进一步研究了4种缓蚀剂的抗腐蚀机理,结果表明缓蚀剂与金属界面发生吸附时,4种缓蚀剂的噻二唑环和环上亲水支链中的极性基团优先吸附到金属银表面,理论计算和实验结果一致。     

油溶性噻二唑衍生物的合成及其缓蚀性能研究

合成了5-苯基-2-氨基-1,3,4-噻二唑(PATD)和2,5-二苯基-1,3,4-噻二唑(DPTD)两种噻二唑衍生物。通过电化学技术研究了这两种物质在50mg/L S-乙醇溶液中对银电极的影响。结果表明这两种油溶性化合物对银产生明显的缓蚀作用,PATD和DPTD的缓蚀效率分别为93.0%和90.8%。采用金相显微镜和表面接触角观察了银片在未添加和添加缓蚀剂的溶液中腐蚀前后的表面形貌。结果表明:通过金相显微镜可以看到,两种缓蚀剂在银片表面形成了保护膜,有效地抑制了银片的腐蚀;PATD和DPTD在银片表面的接触角分别为84.2°和100°,接触角明显增大,也说明缓蚀剂吸附到了金属的表面,形成了疏水膜。两种缓蚀剂吸附到银表面遵循Langmuir吸附等温方程,计算得PATD和DPTD的ΔG0ad分别为-34.3kJ/mol和-36.7kJ/mol,吸附属于以化学吸附为主的混合型吸附。     

含H2S喷气燃料中噻二唑衍生物对银片缓蚀性能的研究

对未添加和添加25μg/g二硫代噻二唑衍生物的喷气燃料油样进行了银片腐蚀实验研究。通过采用失重法和金相显微镜技术,考察不同浓度的二硫代噻二唑衍生物在含有硫化氢油品中对银片的缓蚀效果,结果表明,二硫代噻二唑衍生物的浓度为25μg/g时,缓蚀效率高达95.09%。通过吸附热力学实验,表明二硫代噻二唑衍生物的吸附符合Langmuir吸附等温方程,且它在银片表面的吸附属于化学吸附。     

2,5-二芳基-1,3,4-噻二唑衍生物的合成及缓蚀性能

合成4种2,5-二芳基-1,3,4-噻二唑化合物,即2,5-二苯基-1,3,4-噻二唑(DPTD),2,5-二(2-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(2-DHPTD),2,5-二(3-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(3-DHPTD)和2,5-二(4-羟基苯)-1,3,4-噻二唑(4-DHPTD)。通过Tafel极化曲线和电化学阻抗研究4种油溶型噻二唑衍生物在50 mg·L^-1硫-乙醇体系中的缓蚀性能,电化学测试表明:腐蚀液中添加噻二唑衍生物后,银片腐蚀得到抑制;随着缓蚀剂浓度增大,腐蚀电流密度减小,缓蚀效率增大;当缓蚀剂浓度为90 mg·L^-1时,4种缓蚀剂DPTD、2-DHPTD、3-DHPTD和4-DHPTD的缓蚀效率分别为85.8%、94.6%、96.4%和97.1%。采用扫描电子显微镜和原子力显微镜观察其表面形貌,可知缓蚀剂在金属表面形成一层保护膜,阻止腐蚀物质与金属表面的接触,从而抑制银片腐蚀。经分子动力学分析可知,4种噻二唑衍生物吸附于金属表面遵循Langmuir等温方程,且吸附属于以化学吸附为主的混合型吸附。量子化学计算和分子动力学模拟研究表明,4种缓蚀剂均具有很好的缓蚀作用,且4种缓蚀剂的缓蚀效率大小顺序是[4-DHPDT]> [3-DHPDT]> [2-DHPDT]> [DPDT],这与实验结果一致。