药物莫西沙星对Q235钢在盐酸溶液中的缓蚀作用

为了探寻新的环境友好型缓蚀剂,采用电化学方法、失重法和量子化学计算研究了莫西沙星在1 mol/L HCl溶液中对Q235钢的缓蚀性能和缓蚀机理。结果表明,莫西沙星对Q235钢在盐酸溶液中是一种良好的以抑制阴极为主的混合抑制型缓蚀剂,缓蚀效率随其浓度的增加而增大,但随温度增加而减小,35℃下,在其浓度为200 mg/L时,缓蚀效率达90%;莫西沙星在Q235钢表面的吸附为自发过程,且符合Langmuir和El-Awady等温方程,同时,计算和讨论了相关的热力学和动力学参数。此外,采用量子化学计算对莫西沙星的缓蚀机理进行了进一步的分析,结果发现,莫西沙星的缓蚀作用由物理吸附和化学吸附共同产生。     

辛烷基二甲基苄基季铵盐离子液体对Q235钢的缓蚀性能

利用失重分析、 极化曲线、 电化学阻抗谱和扫描电子显微镜等研究了辛烷基二甲基苄基季铵盐离子液体(ODBA)对1 mol/L盐酸溶液中Q235钢的缓蚀性能, 并分析了其在Q235钢表面的吸附行为. 失重分析结果表明, 随着ODBA浓度的增加, 缓蚀效率逐渐提高, 在ODBA质量浓度为0.2 g/L、 温度为30 ℃时, 缓蚀效率可达95.53%; 电化学测试结果与失重分析结果一致; 热力学研究结果表明, ODBA在碳钢表面的吸附是放热过程, 且遵循Langmuir吸附等温线, 是以化学吸附为主的混合型吸附; 同步热分析测试表明ODBA具有良好的热稳定性.     

喹啉型双子季铵盐缓蚀剂的实验及理论分析

以喹啉为母体、 1,4-对二氯苄和顺-1,4-二氯-2-丁烯为联结基, 制备了2种具有疏水结构的水溶性双喹啉季铵盐(BQA-1和BQA-2). 通过失重实验、 电化学测试、 扫描电子显微镜(SEM)及量子化学计算等手段研究了BQA-1和BQA-2对1 mol/L盐酸中Q235钢的缓蚀性能, 并讨论了其在Q235钢表面的吸附机理. 失重结果显示, BQA-1和BQA-2对盐酸中的钢片均具有良好的缓蚀效果, 30 ℃下, 当浓度为0.5 g/L时, BQA-1和BQA-2的缓蚀率均超过94.59%; 升温导致BQA-2的脱附速率比BQA-1更快. 电化学测试结果显示, BQA-1和BQA-2是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂. 分析热力学参数可知, BQA-1和BQA-2在钢表面的吸附为自发、 放热过程, 符合Langmuir等温式, 且以化学吸附为主. 量子化学计算结果表明, BQA-1和BQA-2的吸附活性集中在喹啉环及杂原子上, 且BQA-1和BQA-2分子得电子与Fe作用的能力要强于供电子与Fe作用的能力.     

新型咪唑啉化合物在H_2S/CO_2共存条件下对Q235钢的缓蚀性能

合成了一种新型咪唑啉化合物1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-十五烷基-咪唑啉(IM-S),并通过失重法、电化学方法及扫描电镜等研究了IM-S在H2S/CO2共存条件下对Q235钢的缓蚀性能,探讨了其在Q235钢表面的吸附行为.结果显示,IM-S具有较好的抗H2S、CO2腐蚀能力,能同时抑制碳钢腐蚀的阴、阳极反应过程,最高缓蚀效率可达92.74%.缓蚀剂在Q235钢表面呈单分子层吸附,属于以化学吸附为主的混合吸附.最后采用量子化学方法对IM-S的缓蚀机理做了进一步分析.     

新型不对称双季铵盐缓蚀剂在HCl中对Q235钢的缓蚀行为

采用静态失重法、极化曲线法和交流阻抗法研究了自制的含咪唑啉环不对称双季铵盐缓蚀剂(DBA)在1 mol•L^－1 HCl介质中对Q235钢的缓蚀性能, 并探讨了其在Q235钢表面的吸附行为. 结果表明, 缓蚀效率随DBA浓度增加而增大, 在25～55 ℃的实验温度范围内, 浓度为2.89×10^－4 mol•L^－1时, 缓蚀效率均在90%以上, 且缓蚀效率随温度升高而增大. 极化曲线测试显示DBA是一种阴极抑制为主的混合型缓蚀剂. 缓蚀剂在Q235钢表面的吸附过程为吸热过程, 其在Q235钢表面的吸附遵循Langmuir等温式, 属于化学吸附. 最后采用量子化学方法对DBA的缓蚀机理做了进一步分析.     

O,O'-二(苯基)二硫代磷酸-N,N-二乙铵对Q235钢在硫酸溶液中的缓蚀性能研究

合成了O,O'-二(苯基)二硫代磷酸-N,N-二乙铵(DEDDP),采用失重,电化学和SEM技术共同研究了DEDDP在H2SO4溶液中对Q235钢的缓蚀性能。失重法研究表明:DEDDP在H2SO4溶液中能有效地抑制Q235钢腐蚀,25℃的5%H2SO4溶液中,DEDDP浓度为160 mg.L-1时,其缓蚀率为94.67%;电化学研究结果表明:DEDDP在5%H2SO4溶液中属混合型缓蚀剂。同时,研究了温度,H2SO4浓度和浸泡时间对缓蚀率的影响。吸附规律研究表明:DEDDP在Q235钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式,其吸附自由能为-32.32kJ/mol,吸附为自发进行的物理和化学吸附。     

二硫代酰胺类化合物在盐酸中对碳钢的缓蚀性能(英文)

采用失重实验,动电位极化,交流阻抗,量子化学计算和拉曼光谱等方法研究了N,N′-二异丙氧基丙基二硫代二丙酰胺(DPDA)在1 mol.L-1盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能.失重实验结果表明,DPDA在盐酸溶液中能够有效地抑制碳钢的腐蚀,当缓蚀剂DPDA的浓度为1×10-3 mol.L-1时,其缓蚀效率达到90.2%.极化曲线表明DPDA为混合型缓蚀剂,单一的容抗弧变化表明碳钢电极表面的腐蚀过程主要由电荷转移步骤控制.由失重实验,动电位极化和电化学交流阻抗方法得到的DPDA缓蚀效率具有较好的相关性,均表现为缓蚀效率随着DPDA浓度的增大而增加.另外,DPDA在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式.吸附过程的吉布斯自由能(ΔG0a0d0s)为-38.65 kJ.mol-1,这说明DPDA分子在碳钢表面形成共价键而发生了自发的化学吸附.拉曼光谱表明DPDA分子有效地吸附在碳钢表面,量子化学计算结果证明DPDA分子在碳钢表面的化学吸附活性中心集中在S原子上.     

离子液体[Bmim]Cl在H_2SO_4中对Q235钢的缓蚀实验和理论分析

探究1-丁基-3-甲基-咪唑氯盐([Bmim]Cl)在H_2SO_4介质中对Q235钢的缓蚀性能,解决酸性环境在金属表面造成的腐蚀危害。采用静态缓蚀失重法、电化学法分析了不同浓度[Bmim]Cl对Q235钢的缓蚀性能。Q235钢表面形貌特征以及吸附行为分别采用了扫描电子显微镜(SEM)及吸附等温模型进行了分析。采用理论模拟计算分析了缓蚀剂分子在碳钢表面的缓蚀机理。结果表明,[Bmim]Cl为阴极主导的混合型缓蚀剂,随[Bmim]Cl浓度的增加,缓蚀效果越好,当[Bmim]Cl浓度为0.6 mol·L~(-1)时,缓蚀效率可达91%以上,等温吸附模型证明缓蚀剂分子可自发吸附在金属表面,符合Langmuir等温线。[Bmim]Cl通过化学键与Q235钢表面结合形成了以咪唑杂环为吸附中心、稳定化学吸附的单分子吸附层,且[Bmim]~+平行吸附于表面达到防腐蚀效果。[Bmim]Cl是一种性能优异的防腐蚀剂,能有效预防Q235钢在H_2SO_4介质中的腐蚀。     

CO_2体系中咪唑啉季铵盐与十二烷基磺酸钠之间的缓蚀协同效应

采用失重法、电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线、X射线光电子能谱仪(XPS)及扫描电子显微镜(SEM)研究了CO2饱和的3.5%NaCl腐蚀介质中,咪唑啉季铵盐(IAS)与十二烷基磺酸钠(SDSH)对Q235钢的缓蚀协同效应.结果表明,IAS与低浓度SDSH在腐蚀介质中具有较好的缓蚀协同效应,且当二者以1:1(50 mg·L-1:50 mg·L-1)的浓度比例复配时,协同效应最明显,缓蚀率为88.5%;而IAS与高浓度SDSH间会产生拮抗效应.本文通过建立合理的吸附模型,阐述了协同效应及拮抗效应的机理.SDSH与IAS在Q235钢表面的吸附过程均为放热的自发过程,前者符合Frumkin吸附模型,后者符合Temkin吸附模型.单独使用较高浓度的SDSH对Q235钢也有较好的缓蚀作用,缓蚀率接近90%.     

MDOPD在Q235钢表面的吸附特性研究

应用静态失重法、动电位扫描极化曲线、交流阻抗和原子力显微镜等方法研究含咪唑杂环的双季铵盐化合物MDOPD在模拟油田水中对Q235钢的缓蚀性能及其缓蚀吸附机理.结果表明,双季铵盐化合物MDOPD在模拟油田水介质中对Q235钢具有非常显著的缓蚀效果;其缓蚀吸附膜随吸附时间的延长而更加完整和致密;MDOPD的较强缓蚀性能与其分子中含有多个活性吸附中心以及在金属表面的平卧吸附方式有关.     

L-蛋氨酸对预腐蚀Q235碳钢缓蚀性能的分子动力学研究

采用失重法、密度泛函理论和分子动力学模拟研究了预腐蚀对L-蛋氨酸在60℃、1M的HCl溶液中对Q235碳钢的影响和缓蚀剂的缓蚀机理。结果表明:预腐蚀作用降低了L-蛋氨酸对Q235碳钢缓蚀作用,缓蚀率下降15%。密度泛函理论和分子动力学模拟结果表明,羧基上的氧原子带有明显的负电荷能够吸附到金属表面形成缓蚀剂膜,发挥缓蚀作用,为成膜缓蚀机理。L-蛋氨酸在没有预腐蚀的Q235碳钢表面吸附分子数为24时,缓蚀剂膜最致密。而L-蛋氨酸在预腐蚀后的Q235碳钢表面吸附时的吸附能显著降低,缓蚀剂在碳钢表面的分布密度也明显下降,这很好解释了预腐蚀作用降低了缓蚀剂缓蚀率的实验结果。本文的研究结果对缓蚀剂的研究和实际应用具有一定的指导意义。     

O,O ′-二(苯基)二硫代磷酸-N,N-二乙铵对Q235钢硫酸溶液中的缓蚀性能研究

合成了O,O′-二(苯基)二硫代磷酸-N,N-二乙铵(DEDDP),采用失重,电化学和SEM技术共同研究了DEDDP在H2SO4溶液中对Q235钢的缓蚀性能.失重法研究表明:DEDDP在H2SO4溶液中能有效地抑制Q235钢腐蚀,25C的5％H2sO4溶液中,DEDDP浓度为160 mg ·L-1时,其缓蚀率为94.6...     

新型咪唑啉缓蚀剂缓蚀性能的理论与实验研究

采用量子化学计算与分子动力学模拟相结合的方法, 对1-(2-氨基-硫脲乙基)-2-十五烷基咪唑啉(A)、1-(2-甲基-硫脲乙基)-2-十五烷基咪唑啉(B)、1-(2-苯基-硫脲乙基)-2-十五烷基咪唑啉(C)三种新设计的咪唑啉类缓蚀剂抑制H₂S, CO₂腐蚀的缓蚀性能进行了理论研究, 并通过失重法和电化学极化曲线法进行了实验验证. 理论计算结果表明, 三种分子都具有较强的反应活性, 反应活性区域集中在咪唑环和亲水支链上, 其中C分子的反应活性最强|与金属表面发生吸附时, 分子上的咪唑环和亲水支链上的极性官能团优先吸附, 分子在Fe表面的吸附稳定性按C, A, B的顺序逐渐减弱. 失重法和电化学极化曲线法实验结果显示, 三种缓蚀剂在H₂S, CO₂共存的腐蚀介质中对Q235钢均具有良好的缓蚀作用, 最高缓蚀效率都在87%以上. 三种新型缓蚀剂的缓蚀效率大小顺序为: C＞A＞B, 理论分析与实验结果相吻合.     

具有表面活性的杂环缓蚀剂的合成及性能评价

以2-氨基苯并咪唑、氰尿酰氯、正己胺以及N,N-二甲基-1,3-丙二胺为原料,合成一种具有表面活性的杂环类缓蚀剂。通过测定含不同浓度缓蚀剂的盐酸溶液的表面张力来研究其表面性能。采用失重法和动电位极化及电化学阻抗谱方法考察了其与2-氨基苯并咪唑在盐酸介质中对碳钢的缓蚀行为,并通过扫描电镜观察了腐蚀碳钢试片的外貌形态。结果表明,表面活性以及多活性吸附中心的引入提高了缓蚀剂在碳钢表面的吸附能力,合成的缓蚀剂的缓蚀性能比2-氨基苯并咪唑有显著提高。在实验范围内,缓蚀剂的缓蚀效率随浓度增大而提高,电化学测试表明其为一种混合型缓蚀剂。     

含不同氮杂环双季铵盐的合成及缓蚀性能测定

利用季铵化反应,以1,6二溴己烷分别与吡啶、α-甲基吡啶和喹啉反应制备并表征了三种含不同氮杂环的双季铵盐:溴化1,6-二吡啶己烷(BPHD)、溴化1,6-二(α-甲基吡啶)己烷(BMHD)和溴化1,6-二喹啉己烷(BQHD)。采用电化学测试、静态失重实验等方法,研究了三种双季铵盐在15%盐酸溶液中对N80钢的缓蚀效果。失重实验表明三种双季铵盐在测试体系中均能起到明显的防腐蚀作用。其中BQHD的效果最佳,浓度为1.3×10~(-2)mol·L~(-1)时,在15%HCl、25℃下对N80钢的缓蚀率达92.7%。电化学测试表明,三种化合物都为混合型缓蚀剂,且在N80钢表面的吸附符合Langmuir吸附模型。     

3-丁基-5,5-二甲基海因咪唑季铵盐对HCl溶液中Q235钢的缓蚀性能

利用失重法、 电化学阻抗谱法、 环境扫描电镜观测和接触角测试等研究了3-丁基-5,5-二甲基海因咪唑季铵盐(BDMHI)对HCl溶液中Q235钢的缓蚀性能和其在Q235钢表面的吸附行为. 结果显示, 缓蚀效率随BDMHI浓度的增加而增加, 随温度的升高而降低, 最高缓蚀效率为91.62%; 在25~35 ℃温度范围内, BDMHI质量浓度为1.0 g/L时, 缓蚀效率达80%以上. 测定了BDMHI在Q235钢表面吸附的吸附吉布斯自由能(\begin{array}{c}\Delta G_{\mathit{ads}}^0\end{array})和吸附热(\begin{array}{c}\Delta H_{\mathit{ads}}^0\end{array}). 结果表明, BDMHI在Q235钢表面的吸附为放热反应, 符合Langmuir等温式, 是包含物理吸附和化学吸附的混合吸附. 运用量子化学方法探究了BDMHI的缓蚀机理.     

胡麻籽油咪唑啉类缓蚀剂的制备及其缓蚀性能

以胡麻籽油、羟乙基乙二胺为原料合成咪唑啉中间体,用苄基氯进行改性,得到阳离子咪唑啉衍生物。利用FT IR对合成产物进行了表征,用静态失重法、电化学极化曲线和FESEM对其缓蚀性能进行了评价,并考察了不同缓蚀剂浓度、腐蚀浸泡时间对缓蚀效果的影响,探讨了其在A30钢表面的吸附行为。结果表明,合成的缓蚀剂在盐酸体系中对A30钢有较好的缓蚀性能,在浓度为100mg/L时对低碳钢的缓蚀效率可达87%,并且其产物为阳离子型缓蚀剂,吸附满足Langmuir等温吸附方程。最后采用量子化学方法对其缓蚀剂的缓蚀机理进行了分析。     

十八胺基分子组装体在碳钢表面的作用机理与模拟

应用分子动力学模拟明确了以β-环糊精(β-CyD)为主体、 十八胺(ODA)为客体的分子组装体(CDDA)的最优空间构型, 并采用动态失重、 电化学极化与阻抗测试结合扫描电子显微镜、 原子力显微镜、 接触角、 X射线光电子能谱(XPS)与衰减全反射红外光谱(ATR-FTIR)等表面分析手段, 研究了CDDA对Q235碳钢在蒸汽凝结水中的缓蚀机理. 结果显示, CDDA的4种构型可共存于组装体系内; 35 ℃下, 添加1 mmol/L CDDA对碳钢的缓蚀率达94.1%; 添加CDDA不改变腐蚀机理, 但可同时抑制电化学反应的阴、 阳极过程, 并显著提升极化阻抗, 属于阳极抑制为主的混合型缓蚀剂. XPS和ATR-FTIR结果均表明, CDDA在碳钢/溶液界面释放客体ODA, 并由其自发吸附组装形成疏水膜, 吸附过程符合Langmuir等温式. 分子动力学模拟与量子化学计算结果支持上述ODA释放并于金属表面组装成膜的推断.     

嘧啶衍生物对钢在盐酸溶液中的缓蚀作用

采用失重法、动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)、量子化学计算研究了两种嘧啶衍生物(2-羟基嘧啶(HP)和2-巯基嘧啶(MP))在1.0-5.0 mol·L^-1 HCl溶液中对冷轧钢(CRS)的缓蚀作用. 结果表明: HP和MP在1.0 mol·L^-1 HCl溶液中对冷轧钢具有良好的缓蚀作用, 且在钢表面的吸附符合Langmuir吸附等温式. 缓蚀率随缓蚀剂浓度的增加而增大, 但随盐酸浓度的增加而减小.求出了相应的吸附热力学参数(吸附平衡常数(K),吸附自由能(ΔG⁰))和腐蚀动力学参数(表观活化能(E_a)、指前因子(A)、腐蚀速率常数(k)、动力学常数(B)), 并根据这些参数讨论了缓蚀作用机理. 动电位极化曲线表明, MP和HP均为混合抑制型缓蚀剂; EIS谱呈单一容抗弧,电荷转移电阻随缓蚀剂浓度的增加而增大. 两种嘧啶化合物的缓蚀率排序为MP>HP. 量子化学计算结果表明,MP比HP更具吸附活性,缓蚀性能的理论计算和实验结果相一致.     

胡麻籽油咪唑啉缓蚀剂的制备及其对A30钢的缓蚀效果

以胡麻籽油、羟乙基乙二胺为原料合成咪唑啉中间体,用苄基氯进行改性,得到阳离子咪唑啉衍生物。利用FT IR对合成产物进行了表征,用静态失重法、电化学极化曲线和FESEM对其缓蚀性能进行了评价,并考察了不同缓蚀剂浓度、腐蚀浸泡时间对缓蚀效果的影响,探讨了其在A30钢表面的吸附行为。结果表明,合成的缓蚀剂在盐酸体系中对A30钢有较好的缓蚀性能,在浓度为100mg/L时对低碳钢的缓蚀效率可达87%,并且其产物为阳离子型缓蚀剂,吸附满足Langmuir等温吸附方程。最后采用量子化学方法对其缓蚀剂的缓蚀机理进行了分析。