咪唑啉自组装膜抑制CO2对碳钢腐蚀的分子模拟

采用分子动力学模拟和分子力学的方法,研究5种不同烷基链长的1-(2-氨乙基)-2-烷基-咪唑啉缓蚀剂在Fe-CO3表而的自组装成膜机制,并对其抑制CO2对碳钢腐蚀的缓蚀性能进行理论评价.单分子吸附能、膜的内聚能、吸附角和链间距的计算数据表明:缓蚀剂膜的稳定性以及膜与金属基体的结合强度随链长的增加而增大;当正构烷基碳链长度大于13时,缓蚀剂可在金属表面形成一层高覆盖度、致密的疏水膜,能有效阻碍溶液中的腐蚀介质向金属表面扩散,从而达到阻碍或延缓腐蚀的目的;5种缓蚀剂缓蚀效率的理论评价结果与实验结果完全吻合.     

1-(2-羟乙基)-2-烷基咪唑啉缓蚀剂在铁表面吸附的分子动力学模拟

采用分子动力学(MD)模拟方法,分析液相条件下6种不同烷基链长的1-(2-羟乙基)-2-烷基咪唑啉缓蚀剂在Fe(001)表面的吸附.结果表明:6种缓蚀剂分子的极性头基均会吸附在铁表面,且头基中的咪唑环在铁表面上近似平行吸附,而分子的烷基碳链则背离金属表面,并以一定的倾角指向液相;随分子烷基链长的增加,缓蚀剂与铁表面的结合强度逐渐增大,同时缓蚀剂膜的致密性也逐渐增大;模拟的6种缓蚀剂分子缓蚀性能与实验结果吻合.     

离子液体型表面活性剂2mim］Br缓蚀性能研究

为了研究新型绿色有机代汞缓蚀剂,以N-甲基咪唑和1-溴代十二烷为原料,合成了溴化1-甲基-3-十二烷基咪唑([C12mim]Br)离子液体型表面活性剂,采用电化学方法和失重法研究了[C12mim]Br在酸性锌锰电池电解液中对锌的缓蚀及吸附作用。结果表明,缓蚀效率随着[C12mim]Br浓度的增加而增大,当[C12mim]Br浓度达到8×10-3 mol/L时,缓蚀效率趋于稳定。极化曲线表明,[C12mim]Br属于混合型缓蚀剂。热力学参数表明,[C12mim]Br能自发吸附在锌表面形成单分子吸附层,吸附曲线符合Langmuir吸附等温模型,且兼有物理和化学2种吸附机制。     

α-氨基酸癸胺衍生物缓蚀性能的理论评价

采用量子化学计算和分子动力学模拟相结合的方法,在液相条件下对2-氨基-N-癸烷-3-(4-羟基苯基)丙酸(A)、2-氨基-N-癸烷-乙酰胺(B)、2-氨基-N-癸烷-丙酸(C)和2-氨基-N-癸烷-3-甲基-丁酰胺(D)4种缓蚀剂分子抑制盐酸对低碳钢腐蚀的性能进行理论分析,考察其前线轨道能量、全局反应活性参数、Fukui指数、重原子对前线轨道的贡献,计算缓蚀剂分子与金属Fe(001)表面的吸附能。结果表明:缓蚀剂分子A具有最强的反应活性;缓蚀剂分子B拥有较高的局部反应活性,C次之,D最小;缓蚀剂分子与金属表面的结合力由强到弱依序为A、B、C、D;4种缓蚀剂分子的缓蚀性能由高到低依次为A、B、C、D,缓蚀性能与实验数据相吻合。     

低碳钢自腐蚀电位与缓蚀剂吸附性能关系的探讨

在低碳钢/稀盐酸腐蚀体系中,测试了缓蚀剂六次甲基四胺(HA)对体系的缓蚀行为,并对HA和二乙基二硫代氨基甲酸钠(SDEDTC)的缓蚀行为进行了分析;从理论上导出了体系自腐蚀电位随温度变化的关系式和缓蚀剂类型的自腐蚀电位判据.研究结果表明:低碳钢缓蚀前、后自腐蚀电位的改变与温度的倒数成线性关系;HA为阳极型缓蚀剂,SDEDTC为混合型缓蚀剂,二者的吸附形式均为物理吸附,吸附热分别为-35 kJ/mol和-30 kJ/mol.     

2-巯基嘧啶对锌在磷酸溶液中的缓蚀研究

 通过失重法研究了2-巯基嘧啶对锌在磷酸溶液中的缓蚀作用.结果表明缓蚀剂对锌在磷酸溶液中有较好的缓蚀效果,缓蚀作用是由于缓蚀剂在金属表面形成保护膜,且未改变腐蚀过程的速率决定步骤机理.     

用微分极化电阻测量技术研究有机添加剂对铝的缓蚀作用

在30℃至50℃范围内,在1mol·1~(-1)MgCl_2电解液体系中,用微分极化电阻测量技术和微分电容测量技术研究十二烷基三甲基碘化铵(DTMAI)添加剂对铝的阳极过程的缓蚀作用。结果表明:DTMAI是铝的有效缓蚀剂,缓蚀效率随着浓度和温度的增加而增加;DTMAI吸附在铝表面上,且吸附服从Langmuir等温式。这种吸附的特点是吸附过程的总熵增加,且总熵变随温度升高而增加。温度对缓蚀效率的影响是由于熵效应而不是焓效应。因此,DTMAI在铝表面上的这种吸附作用是其具有良好缓蚀作用的基本原因。     

“7701”酸化缓酸剂的研究

采用制药厂的工业废料4—甲基吡啶釜残、工业氯化苄、匀染剂102及酒精为原料,制成缓蚀剂——“7701”.试验结果表明,它的缓蚀性能较好.文中初步探讨了这种缓蚀剂的作用机理,指出这种缓蚀作用主要是由于抑制了腐蚀电化学的阳极、阴极过程,而在金属表面形成了多分子的吸附层保护膜的结果.     

Gemini表面活性剂与卤离子对钢在磷酸介质中缓蚀协同效应

通过失重法与极化曲线法考察了季铵盐型Gemini表面活性剂1,3-双(十二烷基二甲基溴化铵)丙烷(简写为12-3-12)及其与卤离子复合体系对冷轧钢在1 mol.L-1磷酸溶液中的缓蚀协同效应.实验结果表明,在一定浓度氯离子或溴离子的存在下,浓度很低的Gemini表面活性剂12-3-12(1×10-4mol.L-1)就可以对冷轧钢在磷酸介质中起到很好的缓蚀效果;通过在Gemini表面活性剂12-3-12溶液中加入一定浓度的Cl-或Br-构筑复合的缓蚀体系,利用表面活性剂与卤离子之间显著的缓蚀协同效应,大大降低了Gemini表面活性剂在缓蚀体系中的用量,极大地降低了Gemini表面活性剂作为酸介质中钢的缓蚀剂的综合使用成本;对酸介质中Gemini表面活性剂复合缓蚀体系在金属表面的吸附机理进行了探讨,并通过Langmuir吸附理论和相关公式得到了相关热力学参数.     

松香酰胺基多巴胺的合成及缓蚀性能评价

以松香和多巴胺为原料合成了一种新型油田注水缓蚀剂——松香酰胺基多巴胺。考察反应物配比和反应时间对产率的影响;利用静态失重法评价其缓蚀性能并通过电化学、吸附热力学及扫描电镜对其作用机理进行研究。实验结果表明,松香酰胺基多巴胺的最佳合成条件为:室温下,松香与多巴胺的摩尔比为1∶1.20、反应时间为24 h;在60℃下,矿化度为54 303 mg/L的腐蚀介质中当缓蚀剂质量浓度为150 mg/L时,N80钢片的腐蚀速率降至0.062 1 mm/a,缓蚀率达65.97%。电化学测试表明了该缓蚀剂属于抑制阴极型为主的混合型缓蚀剂,在金属表面的吸附自发进行,吸附符合Frumkin等温式,吸附类型为化学吸附。     

在侵略性介质中植物提取物基绿色缓蚀剂的研究进展

在侵略性介质中，金属如碳钢、铜、铝等的腐蚀不可避免并可能造成严重后果，因此防护金属腐蚀非常必要且具有重要意义。与化学合成的有机缓蚀剂相比较，植物提取物基缓蚀剂具有许多独特优点，例如高效率、低成本、可再生与可持续，且符合低碳与绿色化工要求，有利于实现碳达峰与碳中和目标，得到人们极大关注。由于含有许多杂原子基团，植物提取物易与金属发生物理或化学作用形成吸附膜，进而阻碍侵略性物种与金属表面的直接接触，从而阻滞或抑制金属表面的电化学反应，实现在多种侵略性介质中对金属的腐蚀防护，阻止金属溶解。本文重点综述了近二十年植物提取物作为在侵略性介质中抗金属腐蚀材料的研究进展，特别是关于抑制钢腐蚀的研究进展，探讨了其作为有机绿色缓蚀剂的科学基础与应用潜能，并展望了本领域未来研究重点与研究目标，为人们利用探索天然产物基的有机缓蚀剂提供一定指导作用。     

防止银器文物变色的唑系复合缓蚀剂——II.SERS法研究唑系缓蚀剂防银变色的作用机理

测定了 PMTA、MBO、MBI的普通拉曼光谱 ( NRS) ,利用表面增强拉曼散射光谱( SERS)研究了几种唑系缓蚀剂防止银器文物变色的表面成膜过程 ,复合缓蚀剂组分与银的相互作用 ,并讨论了其防变色作用的机理。实验结果表明 ,PMTA、MBI和 MBO与银表面存在着较强的相互作用 ,由于杂环结构的差异 ,不同缓蚀剂在银表面上呈现不同的吸附取向 ,形成了更为致密的防变色保护膜。在成膜溶液中 ,p H值较小时有利于缓蚀剂吸附 ,处理时间应不少于 1 2 0 min。成膜溶液和含缓蚀剂的硫化钠溶液中 ,银电极阴极极化时 (外加阴极电位≤ 60 0 m V的测试范围内 ) ,复合缓蚀剂的 SERS响应均随电位负移而增强 ,表明其可有效防止银在腐蚀介质中的变色行为     

新型中和缓蚀剂对常减压塔顶H2S—HCI—H2O腐蚀作用的影响

研究了新型中和缓蚀剂SF-121B和BZH-1在常减压蒸馏塔顶H2S-HCl-H2O腐蚀系统中的缓蚀效果，结果表明：随着H2S浓度增加，腐蚀速率增加；温度升高，溶液pH值下降，腐蚀增加。中和缓蚀剂SF-121B和BZH-1的缓蚀效果优于目前工业常用的7019。SF-121B与氨水复配在保持较好缓蚀效果的同时，可减少操作成本。     

新型中和缓蚀剂对常减压塔顶H2S-HCl-H2O腐蚀作用的影响

研究了新型中和缓蚀剂SF-121B和BZH-1在常减压蒸馏塔顶H2S-HCl-H2O腐蚀系统中的缓蚀效果,结果表明随着H2S浓度增加,腐蚀速率增加;温度升高,溶液pH值下降,腐蚀增加.中和缓蚀剂SF-121B和BZH-1的缓蚀效果优于目前工业常用的7019.SF-121B与氨水复配在保持较好缓蚀效果的同时,可减少操作成本.     

阻锈剂改善碳化混凝土再碱化效果研究

采用电化学测试技术和仪器分析方法研究了2种阻锈剂在混凝土中的迁移,利用电化学测试方法评估阻锈剂在模拟体系中的缓蚀效果,结合阻锈剂的缓蚀作用,研究了阻锈剂改善再碱化修复碳化钢筋混凝土结构效果的可行性．结果表明：在3A／m^2恒电流密度形成的电场作用下阻锈剂通过30mm厚的混凝土速率明显高于未通电情况下的,说明电场作用对阻锈剂的迁移扩散过程起到了促进作用;在模拟体系中,随着乙醇胺及二乙醇胺浓度的增大,其缓蚀效果也逐步提高,相同浓度下二乙醇胺缓蚀效果更好,在二乙醇胺浓度为0．08mol／L时对Q235钢筋缓蚀率为93．24％;再碱化后在相同的弛豫时间内,采用添加二乙醇胺的碳酸钠电解液进行再碱化的样品腐蚀电位明显正移,腐蚀电流密度变小,阻锈剂能够改善再碱化的修复效果．     

天然海水中氨基酸复合缓蚀剂对黄铜缓蚀性能的研究

采用动电位极化和交流阻抗法测定海水环境中L-半胱氨酸及赖氨酸对黄铜试样的缓蚀性能，然后将这两种氨基酸分别与葡萄糖酸钠复配，研究其缓蚀协同作用。结果表明：单独使用L-半胱氨酸及赖氨酸，缓蚀效率最高分别为87.5%和89.93%；与葡萄糖酸钠复配后，两组复合缓蚀剂的缓蚀性能均显著提高，缓蚀效率分别达到97.35%和98.62%；两种氨基酸缓蚀剂在黄铜表面的吸附均遵从Langmuir吸附等温线。葡萄糖酸钠的加入弥补了单独使用氨基酸缓蚀剂吸附膜致密性差的缺陷，另外扫描电镜实验结果也显示缓蚀剂的加入明显抑制了金属的腐蚀。     

复合型酸化缓蚀剂的性能研究

以喹啉为母体,配以有机胺和芳香族化合物,与卤代烃反应合成了一种复合缓蚀剂。采用静态失重法和电化学法评价了缓蚀剂的缓蚀性能,分析了缓蚀机理,并与目前国内常用的酸化缓蚀剂缓蚀效果进行了对比。结果表明,复合缓蚀剂为阳极抑制为主的混合型缓蚀剂,能够有效抑制盐酸对N80碳钢的腐蚀,比目前使用的缓蚀剂性能更优。     

油酸系阴离子型缓蚀剂性能的研究

在实验室合成含有磷酸酯基的油酸系阴离子型缓蚀剂,用失重法研究了其在标准溶液中的缓蚀作用,发现具有优良的缓蚀性能。其水溶液喷涂在金属表面,干后形成一层保护薄膜,防潮防锈,并能抑制已锈蚀金属继续生锈。     

缓蚀剂对电偶腐蚀的抑制作用的研究

通过测量N80和13Cr钢电偶电流，比较了几种缓蚀剂对电偶腐蚀的抑制效果，研究了缓蚀剂与硫脲之间的协同作用，并采用动电位扫描法对缓蚀剂BHD-Z的性能进行了研究。结果表明，添加少量的硫脲就能显著提高缓蚀剂BHD-Z的缓蚀效果。当硫脲添加量为4%时，对电偶腐蚀的抑制效果最佳。缓蚀剂BHD-Z主要抑制了腐蚀的阳极过程，属于一种阳极抑制型缓蚀剂。