硫酸溶液中聚天冬氨酸对碳钢的吸附缓蚀性能

应用电化学极化曲线和交流阻抗研究聚天冬氨酸(PASP)对碳钢的缓蚀性能,讨论了PASP浓度和温度对缓蚀效果的影响.结果表明:PASP是一种以抑制阳极为主的缓蚀剂.在实验温度范围内,PASP在0.5mol/L硫酸溶液中对碳钢的缓蚀效率随着温度升高而降低,并以10℃时的缓蚀效果最好.在给定温度下,缓蚀率均随PASP浓度的增加而迅速增加,但当PASP质量浓度达到2.5g/L时,缓蚀率的增加趋于平缓,10℃下,缓蚀率的最高值可达80.33%(PASP 6.0g/L),PASP在碳钢表面的吸附基本服从Freund lich吸附等温式,PASP的加入增大了碳钢的腐蚀反应表观活化能.     

盐酸介质中水杨醛缩氨基硫脲对碳钢的缓蚀作用

合成了新型席夫碱缓蚀剂:水杨醛缩氨基硫脲(ST),并考察了其在1 mol/L盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。通过静态失重、动电位极化曲线、交流阻抗等技术手段研究缓蚀剂浓度对腐蚀速率及缓蚀效率的影响,阐明缓蚀作用机理。结果表明,ST在盐酸介质中对碳钢具有良好的缓蚀性能。随着缓蚀剂浓度的增加,缓蚀效率逐渐增大。ST的加入显著降低了自腐蚀电流密度,为抑制阴极反应为主的缓蚀剂。ST在碳钢表面的吸附符合Langmuir吸附模型,为物理吸附与化学吸附共同作用。     

蛋氨酸衍生物缓蚀剂的合成与性能研究

以蛋氨酸为基础通过酰胺化反应合成一种新型的蛋氨酸衍生物缓蚀剂,应用极化曲线、电化学阻抗谱图研究蛋氨酸及其衍生物在3(wt)%Na Cl溶液中对N80碳钢的缓蚀作用,利用SEM观察添加缓蚀剂过后钢片表面的腐蚀形貌,并从分子结构上探讨了缓蚀剂在碳钢表面的作用机理。结果表明,蛋氨酸及其衍生物都属于阳极型缓蚀剂,且缓蚀率随着添加浓度增加而增加,添加250mg/L蛋氨酸衍生物在3(wt)%Na Cl溶液中对N80碳钢的缓蚀率达到86.94%。相同浓度条件下蛋氨酸衍生物的缓蚀率要高于蛋氨酸,其原因是蛋氨酸衍生物分子结构中增加了吸附位点和疏水长链。     

两种席夫碱缓蚀剂对碳钢材料的缓蚀性能探究

采用了电化学方法研究了2种席夫碱缓蚀剂水杨醛基邻苯甲酸亚胺(SB-I)和N,N’-二水杨醛基-1,2-邻苯二亚胺(SB-II)在1 mol/L盐酸溶液中对20#碳钢的缓蚀性能。通过极化曲线和交流阻抗谱研究该席夫碱对碳钢的缓蚀效果表明:席夫碱对碳钢材料具有良好的缓蚀作用,其最大缓蚀率可达到83%。研究了席夫碱在碳钢表面的吸附模式,结果表明,席夫碱在碳钢表面上的吸附吉布斯自由能在-30 kJ/mol之间,表现为混合型缓蚀剂,即通过化学吸附和物理吸附之间的一种混合吸附在碳钢工作电极的表面,通过抑制、阻止延缓金属的电化学过程而起到缓蚀的作用。另外,实验还发现,SB-I比SB-II具有更好的缓蚀性能,该实验结果与理论计算结果相符合。     

曲唑酮的两步法制备及对碳钢的缓蚀机理

以3-氯苯胺、N-氯丙基二乙醇胺和吡啶三唑酮为原料，两步法制备出曲唑酮（TZD）.通过动态失重、极化曲线与电化学阻抗谱研究了TZD在0.5 mol/L盐酸溶液中对20#钢的缓蚀性能；借助扫描电子显微镜、原子力显微镜、衰减全反射红外光谱与吸附活化参数分析研究了TZD在碳钢表面的作用机理.结果表明，TZD可显著降低碳钢在盐酸溶液中的腐蚀速率，缓蚀率随TZD添加浓度的增加而增大，随温度升高而降低；298 K下，添加6 mmol/L TZD时，缓蚀率达95.8%；TZD可自发吸附组装于碳钢表面，同时抑制腐蚀反应的阴、阳极过程，显著增加界面极化阻抗；吸附为放热过程，符合Langmuir等温式.理论计算结果显示，TZD倾向以平行取向组装于碳钢表面.     

绿色聚天冬氨酸复配缓蚀剂对A3碳钢的缓蚀抑雾作用

采用失重法和极化曲线法研究了聚天冬氨酸(PASP)和十二烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)复配对A3碳钢在6mol·L-1HCl腐蚀介质中的协同吸附行为及缓蚀抑雾作用.结果表明:复配缓蚀剂可有效抑制A3碳钢在HC1介质中的腐蚀,当PASP浓度为20g·L-1,缓蚀率可达94%,抑雾率83%;随着温度的升高,复配缓蚀剂的缓蚀性能下降.复合缓蚀剂在钢表面的吸附符合校正的Langmuir模型,吸附过程为放热、熵减的自发过程;复配体系属于阳极型缓蚀剂.     

席夫碱缓蚀剂对碳钢材料的缓蚀性能

采用失重法和电化学方法研究了2种席夫碱类缓蚀剂N,N′-二水杨醛基-1,2-乙二亚胺(SB-Ⅰ)和水杨醛基吡啶-2-亚胺(SB-Ⅱ)在1mol/L盐酸溶液中对A3碳钢的缓蚀性能。失重实验表明,SB-Ⅰ和SB-Ⅱ在1mol/L盐酸溶液中的浓度为20mmol/L时,缓蚀效率分别达85%和92%。经三电极体系极化曲线和交流阻抗谱测定实验表明,缓蚀性能是由于碳钢材料表面为缓蚀剂分子吸附所致,二者均属阴极型缓蚀剂。     

2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉在柠檬酸溶液中对碳钢的缓蚀作用

采用失重实验、极化曲线和交流阻抗等方法研究了缓蚀剂2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉在质量分数为2%柠檬酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。 失重实验表明,该缓蚀剂在柠檬酸溶液中能够有效地抑制碳钢的腐蚀,当其质量分数为0.4%时,缓蚀效率达到86.4%。 极化曲线表明,该缓蚀剂为混合型缓蚀剂,Nyquist图中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。 该缓蚀剂的吸附行为符合Langmuir吸附等温式,吸附机理是介于物理吸附和化学吸附之间的一种吸附。     

含硫杂环结构氨基醇化合物的合成及缓蚀性能研究

以2-噻吩甲胺和乙二醇二缩水甘油醚为原料，在较温和的条件下，合成了一种结构新颖的含硫杂化结构的氨基醇化合物(DS)。分别用电化学法和失重法研究了DS在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中对20#碳钢的腐蚀抑制作用。动电位极化曲线表明化合物DS在0.5 mol/L H₂SO₄溶液中以抑制阴极析氢反应为主，当DS浓度为50 mg/L时，对碳钢的缓蚀效率达到93%,具有用量小、缓释效率高的特点。吸附等温线研究表明：DS分子在碳钢表面的吸附行为符合Langumir单分子层吸附模型，既存在物理吸附，也存在化学吸附。化合物DS合成步骤简单、缓蚀效率高，在碳钢设备除锈、除垢等领域具有良好的应用前景。     

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。     

红茶提取液在盐酸中对碳钢的缓蚀作用

采用动电位极化曲线和交流阻抗（EIS）研究了红茶提取液（BLE）在盐酸介质中对碳钢的缓蚀性能和缓蚀机理。 研究结果表明,采用索氏提取法从红茶茶叶中提取的缓蚀剂,对碳钢在1.0 mol/L盐酸溶液中具有良好的缓蚀性能,随着提取物浓度的增加,缓蚀效率增大。 红茶提取液中的有效缓蚀成分为抑制阴阳极反应的混合型缓蚀剂,在碳钢表面的吸附符合Langmuir等温式,属于单分子层吸附。     

向日葵盘果胶对碳钢的缓蚀性能研究

以向日葵盘为原料,利用纤维素酶制备果胶(SFP)。采用静态失重、极化曲线和交流阻抗技术研究SFP在1mol/L HCl及0.5mol/L H_2SO_4溶液中对碳钢的缓蚀性能,并探讨其在碳钢表面的吸附机理。结果表明,缓蚀效率随SFP浓度增大而增大,随温度升高而降低。在HCl和H_2SO_4溶液中,SFP的吸附方式分别服从Langmuir和Temkin等温式,属于物理吸附;极化曲线测试显示SFP是一种混合型缓蚀剂。本文的研究表明,向日葵盘果胶是碳钢的绿色高效缓蚀剂,且在HCl溶液中的缓蚀性能优于在H_2SO_4溶液中。     

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.     

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%.     

pH值对十二胺在碳钢表面的吸附行为及缓蚀机理的影响

采用电化学方法和扫描电镜技术, 研究了pH值对十二胺在碳钢表面的吸附以及对碳钢CO2腐蚀缓蚀机理的影响. 研究结果表明, 溶液的pH值对十二胺的吸附和缓蚀机理起决定性作用. 十二胺对碳钢的缓蚀作用随溶液pH值的增加而增强. pH值为4.9时, 十二胺主要抑制腐蚀的阴极过程. 缓蚀剂分子在金属表面上的吸附能比较低, 缓蚀剂容易发生脱附, 因此不能有效抑制腐蚀反应的进行. pH值为6.9时, 缓蚀剂的吸附能较高, 能够牢固地吸附在金属表面, 形成有效的扩散阻挡层, 同时抑制腐蚀的阴、阳极过程, 从而有效地抑制腐蚀反应的进行.     

Effect of pH Value on the Adsorption Behavior and Inhibition Mechanism of Dodecylamine on Carbon Steel

The effect of pH value on the adsorption behavior and inhibition mechanism of dodecylamine for carbon dioxide corrosion of carbon steel was investigated by electrochemical methods and scanning electron microscopy (SEM). The results indicated that the pH value of the solution played the crucial role to the adsorption behavior and inhibition mechanism of dodecylamine. The inhibition performance of dodecylamine on carbon steel was dependent on the pH value and the inhibition efficiency increased with the increase of pH value. At pH 4.9, dodecylamine mainly inhibited the cathode process of the corrosion. The adsorption energy of dodecylamine on the metal surface was lower. The adsorption of dodecylamine on the metal surface was not stable and an anode desorption phenomenon could be observed. Hence, dodecylamine did not provide effective inhibition to the corrosion. While at pH 6.9, it had much higher adsorption energy. Dodecylamine adsorbed on the metal surface tightly and formed the effective diffusion barrier which inhibited both the cathode and anode processes effectively.     

Inhibition of acidic corrosion of carbon steel by some mono and bis azo dyes based on 1,5 dihydroxynaphihalene

Inhibition of the corrosion of carbon steel in hydrochloric acid solution by some mono- and bis-azo dyes based on 1,5-dihydroxynaphthalene was studied in relation to the concentration of inhibitors using weight loss and potentiostatic polarization techniques. The percentage inhibition efficiency calculated from two methods is in a good agreement with each other. The inhibition mechanism of the additives was ascribed to the formation of complex compound adsorbed on the metal surface. The adsorption process follows Freundlich adsorption isotherm. The formation of the complex compound was studied by conductometric and potentiometric titrations. The stability constants of the Fe-complexes were determined using the latter technique and related to the inhibition efficiency.     

Benzalkonium chloride/titanium dioxide as an effective corrosion inhibitor for carbon steel in a sulfuric acid solution

In this study, the corrosion performance of carbon steel samples in 0.5 M sulfuric acid by the addition of novel inhibitors, 200 ppm of (25% and 50%) titanium dioxide nanoparticles in benzalkonium chloride, was thoroughly investigated. Gravimetric measurements, cyclic and linear potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and hydrogen collection by water displacement evaluated inhibition performance. Analogously, TiO₂/ILB (50%), TiO₂/ILB (75%), and ILB inhibitors enhanced corrosion protection with over 80% inhibition efficiency in electrochemical tests. In addition, weight loss and hydrogen collection measurements reached comparable results. According to potentiodynamic polarization curves, inhibitors exhibited dual behavior, but cathodic protection was more predominant. Scanning electron microscopy (SEM) was employed to examine the surface morphology before and after immersion using corrosion tests. The correlation between electronic properties and inhibition efficiencies of tilted inhibitors was determined by simple linear regression. Electronic properties were calculated for neutral and protonated forms using a polarizable continuum model by the DFT method at the B3LYP/6-311+G (d, p) level of theory. The active adsorbed sites of HM1-HM3 on the metal surface were determined by analyzing their corresponding electrostatic surface potentials (ESP). Furthermore, molecular dynamics simulations were performed to illustrate the most conceivable adsorption configuration between the inhibitors and metal surfaces.