氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的实验评价与缓蚀机制分析

采用静态失重和分子模拟相结合的方法评价3种氨基酸缓蚀剂的缓蚀性能,并对其缓蚀机制进行分析。研究结果表明:3种缓蚀剂缓蚀效率的顺序为半胱氨酸>缬氨酸>丙氨酸;3种分子的反应活性中心的分布基本相同;半胱氨酸具有两个亲电取代反应的活性中心,反应活性最高且缬氨酸比丙氨酸具有更强的反应活性;半胱氨酸的吸附稳定性最强,其次是缬氨酸,丙氨酸最差。3种氨基酸缓蚀剂缓蚀效率的理论评价结果为半胱氨酸>缬氨酸>丙氨酸,与实验评价结果完全吻合。

用分离电池技术研究稀土对铝合金的缓蚀机制

提出应用分离电池技术研究稀土对铝合金的缓蚀机制的方法。首先分析了分离电池技术的原理与实验方法；然后通过利用分离电池技术测定因溶液中氧含量改变和添加CeCl3导致两电极之间的净电流的变化，研究了CeCl3对LC4强超铝合金在0．1mol·L^-1。NaCl溶液中腐蚀行为的影响；同时利用该技术研究了pH值、CeCl3溶液以及作用时间等条件变化对缓蚀过程的影响；最后应用扫描电子显微镜（SEM）和X射线能量散射谱（EDS）表征电极表面的形貌特征，结合其他电化学技术如电位-时间曲线、极化曲线等手段，

耐高温缓蚀剂的缓蚀性能和机制研究

采用挂片失重法、扫描电镜、电化学法等研究了有机咪唑啉季铵盐型缓蚀剂IN6及其与缓蚀增效剂复配体系HTCI在130~200℃下含CO2模拟油田矿化水中对Q235钢等钢材的缓蚀性能,分析了缓蚀剂在钢片表面的吸附行为,探讨了缓蚀剂对腐蚀反应动力学的影响和缓蚀机制。结果表明,缓蚀剂IN6和HTCI在高温条件下均表现出良好的缓蚀效果,缓蚀剂IN6在高温170℃和质量浓度100 mg/L时的缓蚀率为83.5%,缓蚀剂HTCI在200℃下和质量浓度575 mg/L时的缓蚀率可达到85.5%。缓蚀剂在钢片表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,吉布斯吸附自由能小于-40 kJ/mol,这使得缓蚀剂分子膜能够在高温条件下将腐蚀介质与钢材表面隔离,提高了腐蚀反应的活化能,并同时抑制阳极反应和阴极反应的进行,表现出优异的高温缓蚀效果。

番泻叶提取物制备及其阻垢缓蚀性能与作用机制研究

通过乙醇水溶液回流法制备了番泻叶( Folium Sennae )提取物(FSE),并用红外光谱对其进行了表征,采用静态阻垢、失重、电化学、扫描电镜及量子化学计算等方法分析了FSE的阻垢缓蚀性能及作用机制。实验表明,FSE对CaCO_(3)、CaSO_(4)、Ca_(3)(PO_(4))_(2)的阻垢效率均能达到90%以上;FSE的浓度为600 mg·L^(-1) 时,对碳钢在1 mol·L^(-1) HCl溶液中的缓蚀效率可达87%;通过扫描电镜观察到加入FSE后,碳钢表面的腐蚀得到了明显的改善;电化学和量子化学计算研究表明,FSE对阳极和阴极均有抑制作用,是一种混合型缓蚀剂;其缓蚀机制是化合物分子以物理和化学混合吸附的方式在碳钢表面形成保护层阻止介质侵蚀,且吸附遵循Langmuir吸附等温模型。

海洋防腐领域中有机缓蚀剂的研究进展

海洋环境(海水、海洋大气和海泥)是条件极为严苛的自然腐蚀环境。船舶和海洋工程等长期服役在海洋环境中的钢铁结构体极易被腐蚀。有机缓蚀剂具有分子结构可设计性强、缓蚀效率高、作用时间长等优点,可有效阻止或减缓金属的腐蚀。因此,在海洋防腐涂料中添加有机缓蚀剂是提升其耐蚀性能的有效方法。该文结合国内外最新研究进展,综述了有机小分子缓蚀剂和聚合物缓蚀剂的特性及其在海洋防腐涂料中的应用,包括总结归纳各种有机缓蚀剂的分子结构和性能影响因素,分析有机缓蚀剂的表征手段和作用机制,讨论不同添加工艺对有机缓蚀剂在防腐涂料中的应用研究。最后,对有机缓蚀剂未来发展方向进行了展望。

杂环砌块构筑的有机分子对钢和铜的缓蚀性能研究进展

现代工业中,钢和铜易遭受无机酸侵蚀,特别是工业生产会加剧酸雨的发生,使这些金属受到酸腐蚀,从而影响其各项性能并造成巨大的经济损失及安全隐患,因此防止酸介质对钢和铜等金属的腐蚀具有非常重要的意义。在防止金属钢和铜被酸侵蚀的策略上,有机缓蚀剂方法因表现出低毒性、低成本、高效率、环境友好等许多独特的优点而引起人们的重点关注。杂原子能够增强有机分子在钢和铜表面上的吸附性能,促进有机化合物在这些金属表面形成保护屏障,进而有效提高金属在酸环境中的缓蚀效率。因此,可以利用有机缓蚀分子的极性杂环砌块基团在钢和铜表面具有吸附效应以及非极性的长链可在这些金属表面形成稳定的定向排列等特性,有效隔离侵略性腐蚀介质和金属表面直接接触以实现缓蚀作用。针对钢和铜在无机酸溶液中的缓蚀研究现状,本文重点总结了近年来基于杂环砌块构筑的有机缓蚀剂分子在酸介质中抑制钢和铜等金属腐蚀的研究进展,对腐蚀及缓蚀机理进行简要描述,并基于实验研究、量化计算和材料模拟分析讨论了含杂环有机缓蚀剂的化学结构与缓蚀性能之间的依赖关系,展望了未来该领域可能的研究重点与目标。

胆碱基氨基酸离子液体对AZ91D镁合金在NaCl溶液中的缓蚀性能

合成了三种胆碱基水溶性离子液体(ILs),即[Ch][MOPS]、[Ch][Phe]和[Ch][Trp]。研究了在0.5%NaCl溶液中,这三种ILs缓蚀剂对AZ91D镁合金的缓蚀性能。电化学测试结果表明,这三种缓蚀剂均对AZ91D镁合金表现出良好的缓蚀性能,缓蚀效率依次为[Ch][MOPS]<[Ch][Phe]<[Ch][Trp]。在缓蚀剂浓度为0.7 mmol/L时,[Ch][Trp]的缓蚀效率最高可达87.1%。结合扫描电子显微镜(SEM)、X射线衍射(XRD)和X射线光电子能谱(XPS)等系列表征测试,分析了三种阴离子的结构特点,并且提出了在ILs存在下AZ91D镁合金表面形成均匀颗粒保护膜的机制,为AZ91D镁合金提供了良好的缓蚀保护作用。

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上的N、O、S等杂原子处;缓蚀剂的缓蚀效率与分子最高占有轨道能量(EHOMO)、最低空轨道能量(ELUMO)及分子负电荷总数(nTNC)都有较好的相关性;咪唑啉缓蚀剂与金属相互作用时,既能向金属原子的空轨道提供电子形成配位键,又可从金属中接受电子到缓蚀剂分子最低空轨道上形成反馈键,从而形成稳定的吸附。

天然多糖及衍生物在金属缓蚀剂中的研究进展

缓蚀剂是一种减缓金属在外界环境中发生腐蚀反应的有效物质。随着人类绿色环保意识的增强,来源广、可再生、易降解、含有大量活性吸附中心的天然大分子链多糖物质已成为目前环境友好型缓蚀剂的研究热点之一。概述了近几年国内外天然多糖及衍生物和复合材料在抑制金属腐蚀方面的研究,重点综述了淀粉、纤维素、壳聚糖和其他天然多糖类物质的分子结构特点及在不同腐蚀环境中对金属的缓蚀性能。在此基础上,梳理了各类天然多糖物质的化学改性合成方法及改性后各衍生物的缓蚀能力,简要介绍了部分基于多糖物质或其衍生物制备的复合材料在缓蚀领域的研究进展。同时,从吸附模型及吸附方式(物理吸附、化学吸附)等方面,归纳了多糖类物质保护金属的作用机制。最后,分析了各类多糖及衍生物在金属缓蚀方面所存在的几点不足,如单一未改性的天然物质缓蚀效果差,部分改性产品溶解性差,部分改性方法复杂,缓蚀机理研究较少等,并展望了各类多糖及衍生物在未来缓蚀剂领域的发展趋势。

硅酸钠对铝合金的缓蚀作用及对腐蚀疲劳寿命的影响

采用电化学极化曲线方法和扫描电子显微镜观察研究了硅酸钠对 L Y12硬铝合金在 3.5 %氯化钠溶液中的缓蚀作用。通过腐蚀疲劳实验研究了硅酸钠对硬铝合金在氯化钠溶液中的腐蚀疲劳 (CF)寿命及腐蚀疲劳裂纹扩展 (CFCP)的影响。实验结果表明 ,硅酸钠的浓度对铝合金的缓蚀作用有很大的影响 ,硅酸钠的加入可提高铝合金在氯化钠溶液中抗点蚀的能力及腐蚀疲劳寿命 ,这种作用主要是通过抑制铝合金的点蚀、减少裂纹源来实现的 。

巴比妥钠对铝合金在NaCl溶液中缓蚀作用的研究

通过极化曲线及扫描电镜 (SEM)研究了巴比妥钠对硬铝合金 (LY1 2CZ)在 3 .5 %NaCl中的缓蚀作用机制 .结果表明 ,巴比妥钠对铝合金具有较好的缓蚀作用 ,并且能提高铝合金在NaCl溶液中抗点蚀的能力 。

固体缓蚀剂对抽油杆材料CO_2腐蚀行为的影响

为了减缓采油过程中金属装备的CO_2腐蚀,有针对性地研制了两种固体缓蚀剂。通过极化曲线,电化学阻抗谱、滴定法对研制的固体缓蚀剂的缓蚀率和缓释效果进行评价。结果表明:固体缓蚀剂A为孔隙释放型固体缓蚀剂,固体缓蚀剂B为溶解释放型固体缓蚀剂,两种固体缓蚀剂均可满足油井采出液环境中采油装备CO_2腐蚀控制的需求。

有机缓蚀剂对电偶腐蚀的缓蚀效果

通过表面形貌观察和电化学分析研究了有机混合缓蚀剂苯并三氮唑(BTA)和苯甲酸钠在去离子水中对金属钆、La(FeSi)13合金电偶腐蚀的缓蚀效果。结果表明:在添加0.05mol/L BTA与0.05mol/L苯甲酸钠的去离子水中,当La(FeSi)13合金、金属钆与304不锈钢形成电偶对时,其耐蚀性比在去离子水中有大幅提升,La(FeSi)13/钆、304不锈钢/钆、304不锈钢/La(FeSi)13三种电偶对的缓蚀率分别达到了90.5%、93.5%和96.5%;苯并三氮唑和苯甲酸钠能够有效抑制以上金属间的电偶腐蚀。

镁合金缓蚀剂的研究进展

缓蚀剂技术是防腐蚀技术中应用最为广泛的一种技术。基于镁合金这种超轻材料的特殊地位,对近几年所研究的镁合金缓蚀剂按其化学组成进行了分类,并对其作用机制进行了总结。最后,对镁合金缓蚀剂未来的研究方向及发展趋势提出了展望。

长庆油田某作业区采出水腐蚀及新型缓蚀剂的复配研究

长庆油田开采进入中高含水开发期,高含水原油集输导致出油管线腐蚀破漏严重,造成严重的环境和安全隐患。本文采用实验室挂片和现场试验相结合的方法,系统研究了采出水的腐蚀速率、缓蚀剂的缓蚀效果,并结合水质分析和电化学方法初步分析了腐蚀原因;对2种咪唑啉类缓释剂和1种有机磷酸盐类缓蚀剂及其复配的3种缓蚀剂进行^(13)C/^(31)P NMR检测;通过室内和现场试验进行了缓蚀剂的筛选,确定了适用于作业区油井的复配型缓蚀剂HS06,其添加浓度为100×10^(-6)。

(NH_4)_2SO_4浆液中Q235钢缓蚀剂性能

通过电化学方法和质量差法对Q235钢在Cl-质量分数为1%、(NH4)2SO4质量分数为5%、p H为5.0、温度为65℃以及流速为0.424 m/s的(NH4)2SO4浆液中进行缓蚀剂的筛选和研究,并用交流阻抗法研究了两者复配的缓蚀机制。结果表明:单组分三乙烯四胺和Na2Mo O4的缓蚀率均在90%左右;Na2Mo O4是以抑制阳极过程为主的缓蚀剂,三乙烯四胺是混合型缓蚀剂;Na2Mo O4和三乙烯四胺两者复配后腐蚀电流密度大大减小,在缓释剂总量为1%,两者质量比为1∶1时,缓蚀率最大为95.76%;Na2Mo O4吸附形成一层不致密的保护膜,而三乙烯四胺的4个N原子可以作为4个活性吸附中心,使其牢牢地吸附在缝隙之间,从而两者复配之后形成一层完整的保护膜。

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。

YKI-05缓蚀剂对不同浸没条件下907A钢的缓蚀性能研究

利用动电位极化方法 ,研究了有机膦酸醇酯类缓蚀剂 (YKI_0 5 )对 90 7A钢在天然海水中的缓蚀行为 .实验表明 :静态海水中 ,浓度为 30 0mg/L的YKI_0 5缓蚀剂能在 90 7A钢表面形成稳定的缓蚀膜层 ,是一负催化阴极型缓蚀剂 ,于实验周期内其对 90 7A钢的缓蚀效率可稳定在 90 %左右 ;在周期性间歇浸没情况下 ,此种缓蚀剂所形成的膜层很不稳定 ,随着间浸次数的增加 ,膜层破损程度愈甚 ,缓蚀效果减弱 ,缓蚀膜对 90 7A钢表面仅仅是个覆盖层 ,起到抑制了部分阴、阳极反应的作用 。

稀土元素Ce、Y在Mg-Mn-RE镁合金腐蚀中的作用及其差异

目的探究Ce、Y稀土元素在Mg-Mn-RE镁合金腐蚀中的作用及其差异。方法制备不同稀土含量的Mg-Mn-Ce和Mg-Mn-Y合金,采用在NaCl溶液中浸泡的方法,考察合金的腐蚀性能及腐蚀类型。测试合金的电化学性质,分析合金的腐蚀与缓蚀机制。基于合金显微组织的变化,讨论Ce、Y元素在合金腐蚀中的作用及其差异。结果Mg-Mn-Ce和Mg-Mn-Y合金的腐蚀率随浸泡时间的增加而减小。当Ce、Y的质量分数分别为1.0%和0.5%时,合金的腐蚀质量损失最小。Mg-Mn-Ce合金中的Ce几乎全部形成了Mg_(12)Ce化合物,并以共晶体的形式分布于晶界,合金优先在晶界发生微电偶腐蚀,表现出典型的晶间腐蚀形貌。随着Ce含量的提高,Mg-Mn-Ce合金的微电偶腐蚀加剧。Mg-Mn-Y合金以基体的阳极溶解为主,基体从固溶应力较大的腐蚀活性点优先开始腐蚀,合金表现出带有微坑的均匀腐蚀形貌。随着Y含量的提高,Mg-Mn-Y合金的阳极溶解腐蚀加快。Ce、Y元素能提高合金的膜电阻和电荷转移电阻,但Ce和Y分别在提高膜电阻和电荷转移电阻方面具有更明显的作用,且分别通过提高腐蚀产物膜的致密性和固溶体的电位对合金的腐蚀产生减缓作用。结论Mg-Mn-Ce和Mg-Mn-Y合金的显微组织以及Ce、Y在合金腐蚀中的作用不同,导致合金的腐蚀和缓蚀机制存在明显的差别。

壳聚糖在铝低压力化学机械抛光中的钝化作用及抛光行为研究

为了满足铝等软金属低压力的抛光要求,往往采用引入钝化剂的方式增强抛光液的缓释性,从而提高抛光质量。但是传统的强钝化剂存在价格高、缓蚀效果过强、污染环境等问题。采用羧甲基壳聚糖(CMCS)代替传统的强钝化剂以达到弱缓蚀与低压力抛光的平衡作用。通过静态腐蚀、化学机械抛光(CMP)实验,研究了CMCS对铝片在弱碱性条件下的抛光效果的影响规律;通过Zeta电势及粒径分析研究了CMCS对抛光液硅溶胶稳定性的影响。实验结果表明,CMCS的加入可以有效降低铝片表面受到的化学腐蚀作用;同时质量分数为0.05%的CMCS还可以提高硅溶胶的分散性,防止磨料聚集对铝片表面造成侵蚀性划伤。采用XPS、电化学等实验表征手段研究了CMCS对铝片表面的缓蚀效果,验证了CMCS在铝片表面可以形成纳米吸附层起到界面型缓蚀剂的作用。