咪唑啉缓蚀剂分子结构与缓蚀性能的量子化学分析

采用量子化学密度泛函理论,考察6种十一烷基咪唑啉缓蚀剂的缓蚀性能与分子结构的关系,通过前线轨道分布、Fukui指数、自然电荷分布以及分子中重原子对前线轨道贡献等分析缓蚀剂分子的反应活性位点.结果表明:咪唑啉类缓蚀剂分子与金属界面作用时,主要是咪唑环和亲水支链上的极性基团起作用,分子的活性位点主要分布在咪唑环及亲水取代基...     

地沟油制备咪唑啉缓蚀剂及缓蚀性能研究

以地沟油,二乙烯三胺为原料,经过酰胺化,环化反应合成油溶性烷基咪唑啉缓蚀剂,利用傅里叶红外光谱对其结构进行表征,测定反应过程中的胺值,通过失重法考察其缓蚀性能。结果表明,缓蚀剂合成过程中反应温度140℃,时间2h,物料配比1:1.2时,反应产物的收率达到71.57%。缓蚀剂在添加量为70mg/L,测试温度为40℃,转速为30r/min及时间为8h的情况下,可以达到最佳的缓蚀效果,其缓蚀率最高可以达到98.47%。远超过市场一般类型的缓蚀剂。     

环烷酸咪唑啉硼酸酯的合成及缓蚀性能研究

环烷酸和羟乙基乙二胺经两步缩合脱水反应生成咪唑啉中间体.再以甲苯为携水剂,用硼酸与该中间体制得环烷酸咪唑啉硼酸酯(NIB),用红外光谱对产品进行了表征.采用静态挂片法对NIB在酸性溶液中的缓蚀性能进行评价.实验结果表明:NIB在酸性溶液中对碳钢挂片、铝挂片、不锈钢具有良好的缓蚀效果.电化学极化曲线得到的结果与失重法定结果一致.NIB缓蚀率随温度先升高后降低;随时间延长缓蚀率先升高后降低.     

抗CO_2腐蚀咪唑啉衍生物缓蚀性能的密度泛函理论

采用失重法测得4种咪唑啉衍生物(A～D)在CO_2饱和的3 % NaCl溶液中的缓蚀效率,利用量子化学密度泛函理论(DFT)中的B3LYP方法,在6-31G*基组水平上对它们的分子结构与缓蚀性能的关系进行理论研究,并使用Fukui指数对分子的反应活性位进行分析.结果表明:咪唑啉类缓蚀剂分子与金属界面作用时,主要是咪唑环和亲水支链上的极性基团起作用;4种缓蚀剂在金属表面的吸附为化学吸附,且缓蚀效率与分子的最高占据轨道能量(E_(HOMO))和最低空轨道能量(E_(LUMO))的相关性较好.     

用电化学法研究咪唑啉类缓蚀剂对碳钢的缓蚀性能

本文用线性极化，Tafel曲线，交流阻抗等电化学方法测定了三种咪唑类缓蚀剂在油田水中对碳钢的缓蚀性．找出缓蚀剂的最佳有效浓度，比较出这几种缓蚀剂之间的缓蚀效率大小，初步分析其缓蚀机理及其缓蚀效率差异的原因     

新型咪唑啉化合物的合成及缓蚀性能测试

合成了一种新型取代基咪唑啉化合物IM，经复配后得到新型咪唑啉缓蚀剂IMC。用电化学和失重法测试了缓蚀剂IMC在强酸性介质中的缓蚀性能。在多种腐蚀介质中的缓蚀效果测试结果表明，该缓蚀剂可适用于酸性腐蚀介质，并具有很好的防腐效果，其缓蚀率在92％－98％。     

不同腐蚀介质中改性咪唑啉的缓蚀性能

由油酸、多胺及改性试剂合成了4种咪唑啉衍生物。通过静态挂片失重法评价了咪唑啉缓蚀剂在不同矿化度的模拟盐水、饱和CO₂的模拟盐水以及油田回注污水中对A3碳钢腐蚀的抑制作用。实验结果表明,所合成的咪唑啉缓蚀剂可以抑制溶解氧的腐蚀,对CO₂的腐蚀抑制效果更好,10mg/L缓蚀剂D缓蚀率达95.36%。腐蚀介质的矿化度对缓蚀效果有一定影响,矿化度在10000～70000mg/L变化时,缓蚀率波动在10%～15%。油田回注污水实验表明咪唑啉型缓蚀剂适合应用于现场,尤其是偏酸性水质,腐蚀速率满足小于0.076mm/a的油田标准。     

新型咪唑啉化合物的合成及缓蚀性能测试

合成了一种新型取代基咪唑啉化合物IM ,经复配后得到新型咪唑啉缓蚀剂IMC。用电化学和失重法测试了缓蚀剂IMC在强酸性介质中的缓蚀性能。在多种腐蚀介质中的缓蚀效果测试结果表明 ,该缓蚀剂可适用于酸性腐蚀介质 ,并具有很好的防腐效果 ,其缓蚀率在 92 %～ 98%     

松香基咪唑啉的合成及其缓蚀性能研究

以松香和二乙烯三胺为主要原料合成了油溶性松香基咪唑啉,在此基础上加入氯化苄在碱性条件下反应得到其水溶性咪唑啉衍生物.采用红外光谱分析仪对产物的结构进行表征,探讨了合成反应温度和反应时间对收率的影响,并运用静态失重法和电化学方法评价了松香基咪唑啉缓蚀剂在酸性介质中的缓释性能.实验结果表明,在酰化温度180℃,环化温度205℃的条件下反应8~9 h,产品的收率可达85%以上.在10%的盐酸介质中加入0.5%松香基咪唑啉,其缓蚀率达到88%.     

松香改性油酸基咪唑啉季铵盐的缓蚀性能

以不同配比的油酸和松香作为原料酸,在一定条件下与二乙烯三胺合成咪唑啉中间体,并用氯化苄进行季铵化得到松香改性油酸基咪唑啉季铵盐.利用红外光谱对产品的结构进行分析,并用静态质量损失法测定产物在盐酸介质中对Q235钢的缓蚀率.结果表明,合成高性能的咪唑啉季铵盐所用的最佳工艺条件为:原料酸中松香摩尔分数20%、二乙烯三胺与酸的摩尔比1.4～1.5、反应温度170～180℃、回流时间4h;当咪唑啉季铵盐作为缓蚀剂加入质量分数达到0.3%～0.4%时,可发挥其最佳缓蚀性能.     

咪唑啉缓蚀剂合成过程中成环程度与其性能的关系

以油酸、二乙烯三胺为原料在160 ℃经不同反应时间合成了系列咪唑啉,应用红外光谱、紫外分光光度法对合成产物进行了鉴定和分析,测定了不同反应时间的产水率和产物的酸值,并通过极化曲线考察了产物的缓蚀性能.结果表明:咪唑啉合成过程中,烷基酰胺的生成和烷基酰胺的环化是同时进行的;反应时间越长,烷基酰胺环化程度越高,产物的缓蚀性能越好;通过比较添加缓蚀剂前后A3钢的极化曲线可以看出,添加缓蚀剂后自腐蚀电位正移,说明咪唑啉主要抑制阳极过程而起到缓蚀作用,属于阳极型缓蚀剂.     

咪唑啉型缓蚀剂的合成及其缓蚀行为

以椰油酸和二乙烯三胺为反应物、二甲苯为携水剂,制备了烷基咪唑啉类缓蚀剂,研究了该缓蚀剂的制备工艺、分子结构与在锅炉水系统的缓蚀性能的关系。结果表明,温度、反应时间和反应物比例是合成产率的关键因素,烷基咪唑啉衍生物在锅炉水中对碳钢的缓蚀率可达80%以上,缓蚀剂强烈地抑制了腐蚀的阳极溶解过程,对阴极去极化过程也有一定的抑制作用,可认为是碳钢的以阳极为主的混合性缓蚀剂。该缓蚀剂抑制腐蚀的原因是在碳钢表面缓蚀剂吸附成膜,有效阻挡了钢表面与水的接触。     

咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及应用性能评价

以腐蚀速率为评价指标,以原料配比、反应时间、催化剂加量为考察因素,采用正交实验设计,得到了咪唑啉季铵盐缓蚀剂的最佳合成条件:苯甲酸与三乙烯四胺物质的量比为2∶1,先在140～160℃经缩合脱水反应2 h,再升温至220～250℃环化脱水反应2 h,得到咪唑啉中间体;然后使中间体与氯化苄在90℃左右反应4 h,得到咪唑啉季铵盐缓蚀剂主剂.将主剂与表面活性剂和溶剂复配,得到酸化缓蚀剂.采用静态挂片失重法和电化学方法考察了该缓蚀剂的缓蚀性能.结果显示:缓蚀剂质量分数为1%时,N80钢在90℃体积分数为15%的HCl介质中,缓蚀率为97%;缓蚀剂是以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂.     

咪唑啉类缓蚀剂在不同条件下的水解研究

合成了一种油酸基咪唑啉类缓蚀剂,用紫外-可见分光光度法测定其最佳吸收波长为232 nm。根据咪唑啉在水解过程中最佳吸收波长处的吸光度值会发生变化的现象,研究咪唑啉类缓蚀剂在不同温度、不同pH和不同浓度条件下随时间的水解过程变化。实验结果表明：随着温度升高,咪唑啉水解速率加快,水解程度增大;酸性环境抑制咪唑啉的水解,而碱性环境则加速咪唑啉的水解;低浓度时咪唑啉水解速率较快,浓度对水解程度的影响不大。红外分析得到的结果证实了在高温碱性环境中8 h后咪唑啉已经完全水解为酰胺。     

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。     

异恶唑衍生物缓蚀剂缓蚀性能的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究盐酸环境下两种缓蚀剂(2-甲基-5-十二烷基异恶唑(A)和2-异丙基-5-十二烷基异恶唑(B))对低碳钢的缓蚀性能,并对其缓蚀机制进行分析。结果表明:在液相条件下,异恶唑缓蚀剂的极性头部优先吸附于金属表面,烷基碳链以一定角度指向溶剂,并且2-异丙基-5-十二烷基异恶唑的吸附强度大于2-甲基-5-十二烷基异恶唑;形成的致密缓蚀剂膜能有效阻碍腐蚀介质向金属表面扩散,达到减缓腐蚀的目的。     

4,5-二氨基-2-硫脲嘧啶膜氯化钠溶液中对铜缓蚀性能的研究

通过自组装方法将4,5-二氨基-2-硫脲嘧啶(MPD)分子吸附在铜(Cu)表面,应用电化学极化、电化学阻抗谱(EIS)和拉曼光谱方法,研究其在质量分数为3.5%的氯化钠(NaCl)溶液中的缓蚀能力.在最佳装配条件下,MPD膜的最大缓蚀效率达到98.1%.拉曼光谱研究表明:MPD分子通过N_9-H_(10)和S_7-H_8吸附在Cu表面上.     

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.