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.     

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.     

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。     

基于DNA酶催化的卟啉金属化检测锌

利用G-四链体DNA（T30695）催化Zn²⁺插入到中卟啉IX（MPIX）中，引起荧光偏移的特点，建立了检测Zn²⁺的方法。在40μmol/L MPIX、0.6μmol/L Pb²⁺、5μmol/L T30695和1%Triton的最优实验条件下，该方法在Zn²⁺浓度为0.5～5μmol/L范围内呈现良好的线性关系，相关系数R²=0.95，检出限为73.5 nmol/L。离子选择性实验表明该方法对Zn²⁺具有较好的选择性，用于实际样品测定，回收率在94.7%～100.4%之间。     

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。     

1,2-二(苯并咪唑-2-基)乙醇的合成及其对Q235钢的缓蚀性能研究

通过DL－苹果酸与邻苯二胺以盐酸盐形式在乙二醇中发生缩合反应,合成了一种双苯并咪唑化合物二(2-苯并咪唑)乙醇(HbbImet),采用静态失重法、极化曲线法和电化学阻抗谱研究了HbbImet在0.5mol/L的盐酸溶液中对Q235钢的缓蚀性能,并探讨了缓蚀机理。结果表明,同一温度条件下HbbImet的缓蚀效率随其浓度的增加而增大,同一浓度条件下HbbImet的缓蚀效率温度的升高而减小。25℃下当HbbImet浓度为120mg/L时,其缓蚀效率可达92.23%,具有良好的缓蚀性能。HbbImet的添加显著增大了腐蚀反应的表观活化能,有效抑制了腐蚀反应的进行,是一种以控制阴极析氢过程为主的混合型缓蚀剂。     

1,2-二(苯并咪唑-2-基)乙醇的合成及其对Q235钢的缓蚀性能研究

通过DL-苹果酸与邻苯二胺盐酸盐在乙二醇中发生缩合反应,合成了一种双苯并咪唑化合物1,2-二(苯并咪唑-2-基)乙醇(Hbb Imet),采用静态失重法、极化曲线法和电化学阻抗谱研究了Hbb Imet在0.5mol/L的盐酸溶液中对Q235钢的缓蚀性能,并探讨了缓蚀机理。结果表明,25℃下Hbb Imet的缓蚀效率随其浓度的增加而增大,当Hbb Imet浓度为120mg/L时,其缓蚀效率可达92.23%,具有良好的缓蚀性能。Hbb Imet的添加显著增大了腐蚀反应的表观活化能,有效抑制了腐蚀反应的进行,是一种以控制阴极析氢过程为主的混合型缓蚀剂。     

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...     

十八烷基三氯硅烷自组装膜对45#钢在盐酸中的缓蚀作用

用十八烷基三氯硅烷(OTS)在45#钢表面制备了自组装单分子膜(SAMs)。运用金相显微镜分析了钢表面的OTS-SAMs的形貌;由失重法和极化曲线研究了不同浓度及组装时间的OTS-SAMs在0.5mol/L盐酸溶液中对钢缓蚀性能的影响。结果显示,OTS的最佳组装浓度为0.15mmol/L,且当组装时间达12h时自组装已基本稳定。从极化曲线得出,OTS是一种以抑制阳极腐蚀为主的混合型抑制剂。     

电解质对TiO2纳米管阵列膜光生阴极保护效应的影响

基于光电化学测试考察了光电解池中电解质(NaNO₃, NaCl, Na₂SO₄, Na₂S和NaOH)的种类和浓度对阳极氧化法制备的锐钛矿型TiO₂膜电极光电性能的影响, 并解释了其作用机理.结果表明, 电解质捕获空穴的能力顺序为Na₂S>NaOH>Na₂SO₄>NaCl>NaNO₃.Na₂S和NaOH在溶液中具有协同作用, 当两者组成混合溶液并且浓度均为0.5 mol/L时, 更有利于TiO₂膜光生电子-空穴对的分离和光电转化性能的提高.当0.5 mol/L NaCl溶液中的403不锈钢(403SS)与0.5 mol/L Na₂S+0.5 mol/L NaOH混合溶液中的TiO₂膜电极耦连时, 光照膜电极可使403SS的电极电位负移约650 mV, 具有良好的光生阴极保护效应.当切断光源时, 在该混合液中TiO₂膜也能对403SS起到一定的阴极保护作用.     

在冷轧钢板表面制备二乙烯三胺五甲叉膦酸-锌化学转化膜及其腐蚀防护性能的研究

本文通过调节二乙烯三胺五甲叉膦酸酯（DTPMPA）与Zn²⁺浓度以及溶液的pH值,将冷轧钢板浸泡于含有DTPMPA和Zn²⁺的混合溶液中即可在基体表面形成颜色均匀且具优异腐蚀防护性能的DTPMPA-Zn²⁺化学转化膜. 使用 SEM 和 EDS 研究了DTPMPA-Zn²⁺转化膜的表面形貌和元素组成,利用FTIR和XPS光谱方法探究了化学转化膜的表面官能团、化学组分及官能团与基底的结合方式,进而通过电化学阻抗谱（EIS）和极化曲线方法探究了DTPMPA浓度及成膜溶液pH值对化学转化膜的耐蚀性能的影响. 研究发现,DTPMPA与Zn²⁺共存时,二者发生螯合反应,并以Zn²⁺为交联剂通过多层组装在冷轧钢基体表面形成外观为蓝色的、厚度较为均匀的DTPMPA-Zn²⁺螯合物薄膜. 当成膜溶液的 pH=3.0、DTPMPA浓度为0.2%（除特别指出外,全文浓度均为质量百分数）、Zn²⁺浓度为0.044%时,化学转化膜展现出最优异的防腐性能,对基体的腐蚀保护效率可达91.6%.     

基于癸二酸二异辛酯的环保型复合缓蚀剂对钢筋的缓蚀效应

应用缓蚀剂控制混凝土中钢筋的腐蚀具有高效、廉价和易操作等优点,越来越受腐蚀研究者的关注。近年来,对环保型缓蚀剂的需求日益增加。因此,本工作发展了由癸二酸二异辛酯、D-葡萄糖酸钠和硫酸锌组成的环保型复合缓蚀剂并应用电化学测试技术和表面分析方法研究其对钢筋的缓蚀作用。结果表明,Q235钢筋在pH为11.00,含0.5 mol∙L^-1 NaCl的模拟污染的混凝土孔隙液中处于活化状态并发生局部腐蚀。含有59 mmol∙L^-1癸二酸二异辛酯,0.5 mmol∙L^-1 D-葡萄糖酸钠和1.5 mmol∙L^-1硫酸锌组成的复合缓蚀剂对钢筋具有良好的协同缓蚀效应,在模拟污染混凝土孔隙液中和水泥砂浆试样中对钢筋的缓蚀效率分别达到96.8%和90.0%。该复合缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂,对钢筋腐蚀的阴极反应和阳极反应均有抑制作用。     

季铵阳离子与无机阴离子对铁的缓蚀协同效应

在酸性介质中,季铵阳离子与无机阴离子对铁具有明显的缓蚀协同效应,阴离子的表面活性越强,对协同效应的贡献越大,阳离子的结构对协同效应同样有着明显的影响。本文采用电化学方法仔细地研究了硫酸溶液中四丁基铵阳离子(TBA~+)和十六烷基吡啶阳离子(HDP~+)与SCN~-及I~-对铁的缓蚀协同效应。     

Bioremediation Process and Bioremoval Mechanism of Heavy Metal Ions inAcidic Mine Drainage

Acidic mine drainage(AMD) containing acidity and a broad range of heavy metal ions is classified as hazardous, and must be properly treated. The removal mechanism of heavy metal ions in acidic mine drainage contai- ning Cu²⁺, Fe²⁺, and Zn²⁺ with biological method was studied here. Using 20 mmol/L ethanol as carbon source, Desulfovibrio marrakechensis,one of sulfate reducing bacteria(SRB) species, grew best at 35 ℃ and pH=6.72 with concentrations of 10, 55 and 32 mg/L for Cu²⁺, Fe²⁺ and Zn²⁺, respectively. The removal efficiency for each ion mentioned above was 99.99%, 87.64% and 99.88%, respectively. The mineralogy and surface chemistry of precipitates were studied by means of energy dispersive spectrometer(EDS), X-ray photoelectron spectroscopy(XPS), X-ray diffraction(XRD) combined with control tests. The experimental results demonstrate that the removal mechanism of heavy metal ions by Desulfovibrio marrakechensis is comprehensive function of chemical precipitation, adsorption and bioprecipitation. The biogenic iron sulfide solid was characterized as greigite(Fe₃S₄), while the zinc sulfide solid was characterized as sphalerite(ZnS).     

A Highly Selective Fluorescent Chemosensor for Cu2+

A new Zn²⁺ probe L2-Zn(L2=naphthofuran carbonylhydrazone derivant) was synthesized as a fluorescence chemosensor for Cu²⁺, by which Cu²⁺ ion could be detected with high selectivity and sensitivity in a wide pH range via a displacement “turn-off” signaling strategy. Whereas the coordination between Zn²⁺ and L2 resulted in a considerable enhancement of typical luminescence of a naphthalofuran group in complex L2-Zn, the addition of Cu²⁺ ion led to a dramatic decrease in the emission intensity of probe L2-Zn at about 503 nm(excitation at 423 nm). The competitive fluorescent experiments showed that other metal ions, such as Hg²⁺, Fe³⁺, Ag⁺, Ca²⁺, Co²⁺, Ni²⁺, Cd²⁺, Pb²⁺, Zn²⁺, Cr³⁺ and Mg²⁺ could not impact the detection of Cu²⁺. The detection limit of the novel probe L2-Zn for Cu²⁺ ion was as low as 2.3×10^-7 mol/L, which is far lower than the guideline value of 1.6×10^-5 mol/L of the United States Environmental Protection Agency.     

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%.     

Effect of Nonmagnetic Impurity Doped on the Structural and Magnetic Properties of Quasi-one-dimensional Antiferromagnet LiCuVO4

Zn²⁺ ions doped quasi-one-dimensional spin-chain materials LiCu_1-xZn_xVO₄(x=0, 0.1, 0.2) were prepared by solid-state reaction and the effect of nonmagnetic Zn²⁺ ions on the crystal structure, valence state and magnetic properties of them were studied by X^-ray diffraction(XRD), X^-ray photoelectron spectroscopy(XPS) and dc magnetization. The elongation of a and b axes and the shrinkage of c axis indicate a reduced effect of the Jahn-Teller distortion after Zn²⁺ ions doping, while the valence state of transition metal ions in LiCu_1-xZn_xVO₄ remains unchanged since the equivalence doping of Zn²⁺ ions on the Cu²⁺ sites. The corrected Bonner-Fisher equation fitting to the susceptibility indicates that isolated dimers and spins are created along with the departure from infinite spin chains to finite ones.     

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.     

电解液对水系可充电池MnO2正极电化学性能的影响

研究了水系电解液中Li⁺、Zn²⁺和Mn²⁺阳离子对具有不同晶型结构和形貌的MnO₂正极电化学性能的影响,探讨其储能机理。结果表明,在不含Mn(II)离子的水溶液中,MnO₂电极所表现的电化学性能趋同,容量低,衰减快。含有Zn²⁺离子的水溶液中,MnO₂电极因二价锌离子的嵌入-脱出,容量明显提升,但衰减严重。当溶液中同时含有Zn²⁺、Mn²⁺离子时,基于Mn²⁺和Zn²⁺离子之间的协同作用和Mn²⁺离子氧化/还原反应过程的作用,有效抑制MnO₂颗粒的聚集和结构塌陷,削弱碱式硫酸锌杂质不利的影响,保持了锌离子在MnO₂电极中嵌入-脱出的高容量特性(200 mAh·g^-1,电流密度：100 mA·g^-1),及良好的循环稳定性。