丙炔醇改性硫脲基咪唑啉在CO2/H2S共存体系中对X65钢的腐蚀抑制作用

目的 提高硫脲咪唑啉类缓蚀剂在CO2/H2S共存体系中的缓蚀效果,并揭示缓蚀机理.方法 利用丙炔醇对硫脲基咪唑啉(TAI)进行改性得到双炔丙基甲氧基硫脲基咪唑啉(DPFTAI),通过动态失重试验、极化曲线测试、交流阻抗测试分析其腐蚀性能.采用Material Studio 7.0软件模拟计算其分子轨道能量、Fukui指数、表面相互作用力和吸附状态、缓蚀剂分子与侵蚀性离子间的相互作用情况等,验证DPFTAI的缓蚀效果.结果 在不含H2S的条件下,TAI和DPFTAI的缓蚀效率均高于93％,当含有2000 mg/L H2S后,DPFTAI的缓蚀效率仍高达91.96％,且比TAI高出18.22％.模拟计算表明,DPFTAI有3个吸附中心,分别为其咪唑啉环上的2个N原子和DPFTAI分子侧链上的S原子,其与铁表面的相互作用能为29.66 kcal/mol,而TAI只有一个吸附中心,为其分子上的S原子,其与铁表面的相互作用能为22.46 kcal/mol;DPFTAI周围的HS–浓度明显大于TAI周围的HS–浓度.上述结果说明在CO2/H2S腐蚀体系中,DPFTAI在钢材表面的吸附效果明显优于TAI,因此缓蚀效果更好.结论 通过丙炔醇对TAI进行改性后,缓蚀剂DPFTAI抗CO2/H2S的腐蚀性能明显提高.吸附能力的提升是DPFTAI腐蚀抑制性能提高的主要原因.     

凹凸棒土膜对工业锅炉连排废水的净化性能

采用悬浮粒子法在Al_2O_3基体表面经800℃烧结制备凹凸棒土膜(ACM)。压汞仪、扫描电镜、X-射线衍射等对ACM的表征结果显示,膜孔径分布于9.05~19.57 nm,且烧结后的晶体结构无显著变化。基于工业锅炉(≤2.45 MPa)连排废水(BW)的水质特征,利用ACM在实验室条件下以死端截留模式处理BW,结果显示,ACM可有效去除CO_3~(2-)和SO_4~(2-),历经24 h过滤后,对两种离子的去除率依然可保持在90%以上。     

超分子缓蚀剂在冷凝水管线钢表面的组装机理

目的 探究十八胺超分子缓蚀剂（HPDA）在蒸汽冷凝水中对碳钢的缓蚀效应,明晰其在冷凝水管线钢表面的组装机理。方法 采用动态失重（旋转挂片）法、电化学测试与表面微观形貌观察,分析HPDA在40 ℃冷凝水中对20#钢的缓蚀效应,并通过X-射线光电子能谱与静态接触角变化,明确HPDA在20#钢表面的缓蚀组装机理。结果 动态失重结果表明,HPDA可有效减缓20#钢在冷凝水中的腐蚀,随添加浓度的升高,腐蚀速率下降,缓蚀率上升;当添加100 mg/L HPDA,浸泡72 h后,缓蚀率达到94.11%;同时,在同一添加浓度（100 mg/L）下浸泡约60 h后,缓蚀率开始趋于平稳。动电位扫描研究表明,HPDA可同时抑制20#钢在冷凝水中腐蚀反应的阳极与阴极过程并减小腐蚀电流密度,有效减缓腐蚀,且随添加浓度的增加,缓蚀效果增强,属于阳极抑制为主的混合型缓蚀剂。电化学阻抗谱研究表明,20#钢在冷凝水中的腐蚀仅受电荷转移控制,添加HPDA不改变腐蚀机理,但可显著增大极化阻抗以减缓腐蚀。表面形貌分析显示,加入HPDA后,20#钢试样表面未发现明显的腐蚀迹象,且粗糙度接近新打磨试样。同时,经HPDA处理后的20#钢试样表面呈现疏水特征,且未检测到主体化合物（羟丙基-β-环糊精）的相关价键信息,说明仅有客体十八胺分子在碳钢表面组装成膜。结论 HPDA可有效减缓20#钢在冷凝水中的腐蚀,通过“释放”客体十八胺分子并使其在碳钢表面有序组装形成疏水膜来发挥缓蚀作用。     

超分子缓蚀剂对凝结水中铁含量的抑制机理

在实验室与现场环境下考察了超分子缓蚀剂CDDA对工业锅炉蒸汽凝结水中铁含量的抑制效应,并通过重量法、电化学与表面分析探讨了CDDA对碳钢的缓蚀机理。结果表明,CDDA可有效抑制蒸汽凝结水中的铁含量。现场监测显示,投加CDDA后,总铁质量浓度维持在60～70μg/L,符合回水标准。CDDA以客体十八胺为有效缓蚀组分吸附于碳钢表面,并抑制阳极溶解过程,以减少腐蚀产物侵入凝结水,缓蚀率最高可达93.84%。处理后的凝结水与部分软化水混合后可用作锅炉补水,利于实现节能减排。     

利用FFV预测缓蚀剂在不同体系中的协同效应

目的 研究一种分析缓蚀组分间协同效应的新方法。方法 使用Material Studio 7.0软件中的Amorphous Cell模块进行对象构建,在不同体系中利用Discover模块进行优化和运算,以水分子为探针进行FFV值测试,模拟计算得到FFV,再利用其变化率,来预测缓蚀组分间的协同效应,并通过传统方法验证该方法的正确性。结果 FFV模拟结果表明,在CO2体系中,MTIAS与AB2N具有协同效应,当二者按照摩尔比3∶2复配时的FFV最小,FFV的变化值D值最大,协同效应最好,缓蚀效率最高,而MTIAS与CPQA没有明显协同效应。在CO2/H2S体系中,MTIAS与CPQA按照摩尔比4∶1复配时的FFV最小,D值最大,协同效应最好,缓蚀效率最高;而当按照摩尔比1:4复配时,却出现了明显的拮抗效应,此时MTIAS与AB2N没有明显协同效应。失重法、极化曲线的测试结果与上述结果吻合。结论 通过缓蚀剂膜层的FFV预测缓蚀组分间的协同效应,是一种快速有效的研究方法。     

VOCs吸附剂及其吸附机理研究进展

挥发性有机物（VOCs）已经成为继颗粒物、二氧化硫之后的又一大气体污染物,开发有效治理VOCs的方法是目前普遍关注的研究热点。具有吸附能力的多孔物质在治理VOCs方面的功效被日益重视。本文从制备方法、化学组成、结构特征、吸附性能及对应机理等方面对多孔吸附剂进行重点介绍,概述了吸附剂在聚合物加工中净化VOCs的应用,并对吸附材料的发展前景进行了展望。