巯基三唑缓蚀剂构效相关性的灰关联分析

应用灰关联分析方法研究了巯基三唑缓蚀剂缓蚀性能和分子结构参数之间的关系.根据灰关联度的计算,找出影响缓蚀效率的主要分子结构参数.在此基础上将提出的缓蚀效果评价因子用于巯基三唑化合物缓蚀性能的预测,理论预测结果和实验事实相符合.     

SDBS与HA缓蚀剂复配的实验与理论研究

通过静态失重法研究了十二烷基苯磺酸钠(SDBS)与六亚甲基四胺(HA)在盐酸溶液中对Q235钢的协同缓蚀效应, 并采用分子动力学模拟从缓蚀剂膜抑制腐蚀粒子扩散的角度对其缓蚀机理进行分析. 结果显示: SDBS和HA单独使用时, 最高缓蚀效率分别为82.82%和79.46%, 复配后最高缓蚀效率可达到92.78%; 与两种缓蚀剂单独使用时相比, SDBS与HA复配后缓蚀剂膜体系中的自由空间明显下降, 削弱了膜内缓蚀剂分子的自扩散能力, 腐蚀粒子在缓蚀剂膜携带下的被动迁移也随之减弱; SDBS与HA复配能更有效抑制腐蚀粒子在缓蚀剂膜中的扩散, 也就是说复配后的缓蚀剂具有更好的缓蚀性能.     

芳氧亚甲基咪唑啉季铵盐的合成及缓蚀性能评价

合成了苯氧亚甲基咪唑啉季铵盐（POAI）和萘氧亚甲基咪唑啉季铵盐（NOAI）,通过失重法、电化学方法研究了二者在1 mol/L HCl中对A3钢的缓蚀性能,并对二者在A3钢表面的吸附行为进行了探讨。 结果表明,二者在1 mol/L HCl中对A3钢均有较好的缓蚀作用,其中NOAI对A3钢的缓蚀性能优于POAI的缓蚀性能;两化合物均为混合型缓蚀剂。 缓蚀性能随缓蚀剂浓度和温度的增大而增大;二者在A3钢表面的吸附过程吸热,是化学吸附,符合Langmuir吸附等温式。     

2,4,6—三（N,N—甲基,羧甲基氨基）—1,3,5—三嗪的合成

近代研究结果表明,不少含氮的杂环化合物对铜或其它金属有较好的缓蚀效果,同时也发现苯骈三唑(BTA)、巯基苯骈噻唑(MBT)虽然对铜有很好的缓蚀性,但在含氯或高浓度     

金属缓蚀剂Gemini型咪唑啉双季铵盐的合成及其性能的研究

合成了系列新型咪唑啉双季铵盐阳离子缓蚀剂（S-HSJ）,研究并讨论了其在5%盐酸介质中对铜、铝等金属的缓蚀性能及缓蚀剂结构中亲油基部分碳链长度、缓蚀时间、缓蚀剂浓度等对缓蚀效果的影响。研究表明：S-HSJ系列咪唑啉双季铵盐对红铜、黄铜、铝及马口铁四种金属均表现出较传统单季铵盐与苯并三氮唑缓蚀剂好的缓蚀性能,S-HSJ-16双季铵盐添加量0.1%时缓蚀效率可达94~99%,S-HSJ与阴离子表面活性剂复配对铜腐蚀表现出明显协同效应。     

Gemini型咪唑啉双季铵盐金属缓蚀剂的合成及其性能

合成了系列新型咪唑啉双季铵盐阳离子缓蚀剂(S-HSJ),研究并讨论了其在5%HCl介质中对铜、铁、铝等金属的缓蚀性能及缓蚀剂结构中亲油基部分碳链长度、缓蚀时间、缓蚀剂浓度等对缓蚀效果的影响. 研究表明,S-HSJ系列咪唑啉双季铵盐对红铜、黄铜、铝及马口铁四种金属均表现出较传统单季铵盐与苯并三氮唑缓蚀剂好的缓蚀性能,S-HSJ-16双季铵盐添加量0.1%时缓蚀效率可达94%~99%,S-HSJ与阴离子表面活性剂复配对铜腐蚀表现出明显协同效应.     

金属缓蚀剂的研究进展

金属以及合金具有良好的延展性、导热性、导电性等优点,是人类生产和生活中不可或缺的材料之一,广泛应用于化工、制造、建筑以及航空航天等众多领域.除了少数重金属(如金、铂和银等)以外,绝大多数的金属以及合金都存在一个致命的缺点,就是它们的不稳定性,会与环境中的物质发生化学或者电化学反应从而产生腐蚀现象.而且,这个反应过程是自发进行的、不可逆的.腐蚀问题不仅会造成直接或者间接的经济损失,而且还会导致重大的安全隐患和事故.因此,延缓金属的腐蚀历来是工业界和学术界广泛关注的课题.目前,延缓金属腐蚀的手段和方法很多,主要有以下几种,改变金属的组成,加入耐腐蚀的金属形成相应的合金;使用抗腐蚀能力较强的金属;在金属表面形成耐腐蚀的涂层;加入缓蚀剂等.其中,添加缓蚀剂是一种操作简单、成本低廉、适用范围广的金属缓蚀方法.经过多年的研发,目前已知的缓蚀剂种类很多并且还在不断增加.有机小分子缓蚀剂是其中最重要的一类缓蚀剂.它的缓蚀原理是缓蚀剂吸附在金属表面形成保护膜,隔离了金属和环境价质,阻止金属和环境中的物质发生反应,从而达到缓蚀的目的.这类缓蚀剂的种类繁多、适用范围广、缓蚀效率高,而且有机小分子易于合成、原料丰富易得、价格低廉.但是,无论是合成还是应用有机小分子缓蚀剂,都会造成严重的环境污染问题,不符合可持续发展的观念.而且,绝大多数的有机小分子缓蚀剂具有毒性,无法应用于医疗或者食品领域.因此,科学家们开始致力于寻找绿色、环保和天然的缓蚀剂.离子液体、氨基酸以及天然植物提取物是其中三类重要的缓蚀剂.本文详细介绍了近20年来上述三种缓蚀剂的发展历程,总结了它们的分子结构、缓蚀效果和相应的缓蚀机制.最后,总结了目前缓蚀剂发展中存在的问题,希望在了解缓蚀剂发展思路和缓蚀机制的前提下,设计和合成缓蚀效率更高和更为环保的缓蚀剂.     

多点位吸附型咪唑啉季铵盐缓蚀剂的合成及其缓蚀性能

以对二甲氨基苯甲酸、二乙烯三胺和氯化苄为原料,两步法合成了一种新型具有多个潜在吸附中心的季铵盐型咪唑啉缓蚀剂（MIQ）,利用傅里叶变换红外光谱对合成的产物进行了表征。 通过失重法研究了该缓蚀剂在6%盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。 讨论了缓蚀剂用量、温度、时间对缓蚀性能的影响,并研究了其与某些物质复配后的协同作用。 结果表明,合成的季铵盐型咪唑啉缓蚀剂在6%的盐酸腐蚀环境中,用量为0.5%时对碳钢的缓蚀率可达97%以上,缓蚀率随温度的升高和时间的延长而降低。 MIQ与乌洛托品、KSCN以及KI等复配后可以显著改善缓蚀剂的缓蚀率。 从吸附等温线推测,该缓蚀剂抑制腐蚀的机理是缓蚀剂在碳钢表面吸附成膜,进而有效阻挡了碳钢表面与酸性清洗试剂的接触。     

氨基酸缓蚀剂在盐酸溶液中对钢的缓蚀作用

应用极化曲线、电化学阻抗谱等测试技术,研究了以谷氨酸作缓蚀剂在10%盐酸介质中对X65钢的缓蚀作用,测试腐蚀参数包括腐蚀电位(Ecorr)、极化电阻(Rp)、缓蚀效率(η)等.研究表明:该缓蚀剂是一种抑制阴极为主的混合型缓蚀剂,在较低的浓度具有良好缓蚀效果;缓蚀效率随着浓度的增加而提高,并在0.3g.L-1时达到最大值(90%以上).     

流动条件下两种不同亲水基团咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀性能

选择了两种含有不同亲水基团的咪唑啉型缓蚀剂, 即1-胺乙基-2-十一烷基咪唑啉(AEI-11)和1-羟乙基-2-十一烷基咪唑啉(HEI-11), 分别在静态及动态条件下,采用失重法、极化曲线法、电化学阻抗谱法研究了上述缓蚀剂对N80钢在CO2饱和的3%(w)NaCl溶液中的缓蚀性能. 研究结果表明, 无论在静态和动态条件下, HEI-11均表现出更佳的缓蚀性能, 即咪唑啉型缓蚀剂的缓蚀性能与亲水基团的极性成正比; 在流动条件为5 m·s-1时, 缓蚀剂的缓蚀效率显著降低. 为了进一步研究缓蚀剂的缓蚀性能与其结构的关系, 运用量子化学法计算了缓蚀剂的EHOMO(最高占有分子轨道)、ELUMO(最低空分子轨道), 结果表明缓蚀剂的缓蚀效率与EHOMO成正比, 与ELUMO及ELUMO与EHOMO的差值驻E成反比.     

四种三唑化合物的合成及它们在盐酸介质中对碳钢缓蚀性能的研究

本文通过“点击化学”的方法合成了四种1,2,3-三唑化合物(3a, 3b, 4a和4b)，通过IR, ¹H NMR, ¹³C NMR 和 single crystal X-ray 晶体结构衍射分析对化合物进行了表征。通过交流阻抗和动电位扫描极化曲线研究四种化合物在1 mol/L HCl 中对碳钢的缓蚀性能。研究结果表明，四种化合物均可作为高效阳离子缓蚀剂，其中化合物4b的缓蚀效果最好，最高抑制效率可达97％。     

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。     

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。     

铜表面缓饰的喇曼光谱电化学研究

近年来，随着国民经济的发展，金属缓蚀研究越来越受到人们的重视，在金属缓蚀机理研究中最常用的手段就是电化学方法和现场光谱技术，特别是表面增强喇曼散射光谱技术（SERS）；由于它极大的增强效应，可以用其研究金属表面微量物质的吸附行为．它不需要其它现场光谱技术所必需的高真空、高温等技术，即可得到吸附在金属表面物质的结构信息．本文对两种缓蚀剂［‘］，2一氨基苯并咪吐和6一硝基苯并咪娃在铜表面的吸附行为进行了喇曼光谱电化学研究，通过改变铜电极电位对两种缓蚀剂的各主要喇曼振动谱带进行了观察，对它们在银表面的吸附…     

噻二唑衍生物对银的缓蚀性能研究

本文研究了主要成分为5-甲基-2-戊基二硫代-1,3,4-噻二唑的复配型缓蚀剂TSJ-T6,在浓度为5.0×10-5g/g的H2S中对银的缓蚀性能。通过增重实验、接触角分析、电化学极化曲线测试以及分子动力学模拟研究了该缓蚀剂的缓蚀效率及缓蚀机理。增重实验结果证明,缓蚀剂TSJ-T6对银片在H2S中的腐蚀具有良好的缓蚀效果,缓蚀剂浓度为2.5×10-5g/g时,缓蚀效率高达94.51%。接触角分析结果表明,该缓蚀剂分子在银片和腐蚀液的界面形成了一层疏水保护膜。极化曲线结果表明,缓蚀剂TSJ-T6的存在降低了阴、阳极的塔菲尔斜率,为混合型缓蚀剂;同时,该缓蚀剂的存在显著降低了腐蚀电流密度,表明该缓蚀剂对银片在H2S中的腐蚀有良好的缓蚀效果。分子动力学模拟表明,缓蚀剂分子通过噻二唑环和链上的硫、氮原子吸附在银表面,烷基链则以一定角度指向溶液。     

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。     

缓蚀剂复合MEA捕集CO2及缓蚀作用研究

乙醇胺(MEA)是一种常用的CO2吸收剂,具有较强的碱性和对金属的腐蚀性。在MEA捕集CO2溶液中加入钼酸钠、乙酸锌和乙二胺四醋酸四钠三种缓蚀剂进行改性研究,采用失重法研究了不同的缓蚀剂对60#钢的缓蚀性能。结合MEA吸收剂对CO2的吸收速率和吸收量的测试,通过正交试验筛选出适宜的复配缓蚀剂组成。结果表明：当复配缓蚀剂为60mg/L钼酸钠、5mg/L乙酸锌和20mg/L乙二胺四醋酸四钠时,吸收液对60#钢的缓蚀率为73.10%。与单一缓蚀剂相比,三种缓蚀剂复配使用具有更显著的缓蚀性能。高纯度的乙醇胺对碳钢的腐蚀性很小,但吸收CO2后腐蚀性增强。利用XRD测试出腐蚀产物主要是α-FeO(OH),应用SEM观察了60#钢试片的表面形貌,根据测试结果探讨了腐蚀机理。     

碱性介质中POTAS和PDTAS对铜的缓蚀作用

合成了两种吡唑啉酮衍生物POTAS 和PDTAS, 并采用失重法和电化学方法研究了这两种吡唑啉酮衍生物对铜在5%(w)NaHCO3水溶液中的缓蚀性能和吸附行为. 结果表明, 在5%NaHCO3水溶液中这两种化合物对铜均有较好的缓蚀作用, 缓蚀效率大小顺序为POTAS>PDTAS. 并且POTAS与PDTAS均为混合型缓蚀剂. 两种化合物在铜表面的吸附均为单层吸附, 属于物理吸附.     

硫、氮杂环类衍生物对铜缓蚀性能的研究

采用电化学测试技术和分子动力学模拟相结合的方法研究了5-巯基-1-甲基四唑(MMT)和1-(2-二甲基氨基乙基)-1H-5巯基四氮唑(MTZ)2种四氮唑化合物在1mol/L HCl溶液中对铜的缓蚀性能。电化学结果表明,缓蚀剂的加入可以有效降低铜电极的腐蚀电流密度,提高铜的耐腐蚀性能,且2种缓蚀剂的缓蚀效率为MTZMMT。量化计算和分子动力学模拟结果表明,两种缓蚀剂均以平行于铜表面的方式吸附在金属表面,并且MTZ比MMT具有更强的反应活性和更稳定的吸附性能。两种缓蚀剂的缓蚀效率的理论评价与实验结果相一致。     

噻二唑类衍生物对银片的缓蚀性能研究

通过接触角测定、金相显微分析、增重法和分子动力学模拟研究了以2-甲基-5-(戊基二硫代)-1,3,4-噻二唑为主要成分的复配型缓蚀剂(TSJ-T6)、2-巯基-5-甲基-1,3,4-噻二唑(MMTD)和2,5-二巯基-1,3,4-噻二唑(DMTD)对银片在单质硫与硫醇共存体系中的缓蚀性能。由接触角和金相显微分析结果可以看出,缓蚀剂分子通过吸附作用在银片与腐蚀介质之间形成了缓蚀膜,对银片的腐蚀起到了良好的抑制作用;增重实验结果表明,三种缓蚀剂在较低浓度时对银片均具有良好的缓蚀效果,其中以TSJ-T6的缓蚀性能最优;且三种缓蚀剂在银片表面的吸附均符合Langmuir吸附等温方程;通过分子动力学模拟研究了缓蚀剂在Ag(111)表面的吸附行为。