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...     

咪唑及其衍生物分子的电子结构与缓蚀性能的关系

通过量子化学计算，从微观角度研究了咪唑及其衍生物分子在酸性NaCl介质中对20碳钢的缓蚀性能与分子结构的关系。结果表明，缓蚀效率η与缓蚀剂分子的EHOMO，ELUMO和偶极矩D之间存在较好的多元线性回归关系η=-5.47EHOMO 108.21ELUMO-8.28D-39.90，相关系数r为0．986。这些结果将帮助我们设计新的更有效的缓蚀剂分子。     

咪唑啉与其中间产物酰胺缓蚀性能的比较

使用油酸和二乙烯三胺在不同温度下合成了油酸基酰胺（A1）、油酸基咪唑啉（AM）以及既含有酰胺又含有咪唑啉（A2）的3种缓蚀剂。采用电化学阻抗谱（EIS）和极化曲线对3种合成产物在CO₂饱和的质量分数3.5%的NaCl溶液中进行缓蚀性能评价。EIS和极化曲线结果表明：A1、A2和AM均能对Q235钢在该介质中的腐蚀起到显著的抑制作用;3种合成产物的缓蚀效率由高到低为AM > A2 > A1,说明咪唑啉的缓蚀效果比酰胺的好。通过量子化学的方法研究了咪唑啉分子和酰胺分子的缓蚀机理,理论计算结果表明：与酰胺分子相比,咪唑啉分子的成键能力更强,从而更容易吸引电子,与Fe基体更容易发生相互作用。通过Hirshfeld计算了咪唑啉和酰胺分子中原子的Fukui指数并分析了其反应活性位点,Fukui指数的分析结果与分子前线轨道HOMO和LUMO的分析结果一致。     

咪唑啉衍生物缓蚀剂的研究进展

文章介绍了咪唑啉衍生物缓蚀剂合成的几种常见方法及影响其产率的因素,重点强调了其缓蚀性能和复配增效技术在制备咪唑啉衍生物缓蚀剂中的应用,概述了缓蚀机理,并提出了发展趋势。     

不同腐蚀介质中改性咪唑啉的缓蚀性能

由油酸、多胺及改性试剂合成了4种咪唑啉衍生物。通过静态挂片失重法评价了咪唑啉缓蚀剂在不同矿化度的模拟盐水、饱和CO₂的模拟盐水以及油田回注污水中对A3碳钢腐蚀的抑制作用。实验结果表明,所合成的咪唑啉缓蚀剂可以抑制溶解氧的腐蚀,对CO₂的腐蚀抑制效果更好,10mg/L缓蚀剂D缓蚀率达95.36%。腐蚀介质的矿化度对缓蚀效果有一定影响,矿化度在10000～70000mg/L变化时,缓蚀率波动在10%～15%。油田回注污水实验表明咪唑啉型缓蚀剂适合应用于现场,尤其是偏酸性水质,腐蚀速率满足小于0.076mm/a的油田标准。     

环烷酸咪唑啉硼酸酯的合成及缓蚀性能研究

环烷酸和羟乙基乙二胺经两步缩合脱水反应生成咪唑啉中间体.再以甲苯为携水剂,用硼酸与该中间体制得环烷酸咪唑啉硼酸酯(NIB),用红外光谱对产品进行了表征.采用静态挂片法对NIB在酸性溶液中的缓蚀性能进行评价.实验结果表明:NIB在酸性溶液中对碳钢挂片、铝挂片、不锈钢具有良好的缓蚀效果.电化学极化曲线得到的结果与失重法定结果一致.NIB缓蚀率随温度先升高后降低;随时间延长缓蚀率先升高后降低.     

地沟油制备咪唑啉缓蚀剂及缓蚀性能研究

以地沟油,二乙烯三胺为原料,经过酰胺化,环化反应合成油溶性烷基咪唑啉缓蚀剂,利用傅里叶红外光谱对其结构进行表征,测定反应过程中的胺值,通过失重法考察其缓蚀性能。结果表明,缓蚀剂合成过程中反应温度140℃,时间2h,物料配比1:1.2时,反应产物的收率达到71.57%。缓蚀剂在添加量为70mg/L,测试温度为40℃,转速为30r/min及时间为8h的情况下,可以达到最佳的缓蚀效果,其缓蚀率最高可以达到98.47%。远超过市场一般类型的缓蚀剂。     

新型咪唑啉化合物的合成及缓蚀性能测试

合成了一种新型取代基咪唑啉化合物IM，经复配后得到新型咪唑啉缓蚀剂IMC。用电化学和失重法测试了缓蚀剂IMC在强酸性介质中的缓蚀性能。在多种腐蚀介质中的缓蚀效果测试结果表明，该缓蚀剂可适用于酸性腐蚀介质，并具有很好的防腐效果，其缓蚀率在92％－98％。     

松香基咪唑啉的合成及其缓蚀性能研究

以松香和二乙烯三胺为主要原料合成了油溶性松香基咪唑啉,在此基础上加入氯化苄在碱性条件下反应得到其水溶性咪唑啉衍生物.采用红外光谱分析仪对产物的结构进行表征,探讨了合成反应温度和反应时间对收率的影响,并运用静态失重法和电化学方法评价了松香基咪唑啉缓蚀剂在酸性介质中的缓释性能.实验结果表明,在酰化温度180℃,环化温度205℃的条件下反应8~9 h,产品的收率可达85%以上.在10%的盐酸介质中加入0.5%松香基咪唑啉,其缓蚀率达到88%.     

新型咪唑啉化合物的合成及缓蚀性能测试

合成了一种新型取代基咪唑啉化合物IM ,经复配后得到新型咪唑啉缓蚀剂IMC。用电化学和失重法测试了缓蚀剂IMC在强酸性介质中的缓蚀性能。在多种腐蚀介质中的缓蚀效果测试结果表明 ,该缓蚀剂可适用于酸性腐蚀介质 ,并具有很好的防腐效果 ,其缓蚀率在 92 %～ 98%     

高精度求解密度泛函理论方程的方法与程序

密度泛函理论方法及其应用的发展，要求提高计算精度。我们在分析产生计算误差的各种因素的基础上，采取相应对策，设计了求解Ｋｏｈｎ－Ｓｈａｍ方程的方案和计算程序，使得在合理的计算量范围内可以达到总能量具有８位有效数字，比常用的ＤＶＭ结果的精度提高了２－３个数量级，能满足当前一般量子化学研究工作的要求。本文对该方法和程序作了较详细的介绍。     

黄原酸甲酸酯的电子结构与浮选性能关系的密度泛函研究

运用密度泛函理论计算一系列黄原酸甲酸酯捕收剂的几何构型和电子结构,结合Klopman的普遍化微扰理论,研究前线轨道性质(形状和能量)、自然键轨道电荷、电负性、绝对硬度等参数与捕收剂浮选性能之间的相关性.黄原酸甲酸酯的键合原子为C=S双键中的S原子,最高占据轨道能量、自然键轨道电荷、电负性等参数只能推断捕收剂的浮选活性.黄原酸甲酸酯所表现出的选择性,主要是因为黄铜矿表面Cu原子的d轨道电子转移到捕收剂的最低空轨道(LUMO)和能量第二低空轨道(LUMO+1)形成反馈π键,从而增强了捕收剂对黄铜矿的浮选能力.空轨道能量(ELUMO、ELUMO+1)大小可较好地解释捕收剂的选择性强弱.     

菊糖同分异构体活性的密度泛函研究

采用密度泛函(DFT)中B3LYP方法,在6-311+G(d,p)基组水平上对葡萄糖、吡喃型果糖、呋喃型果糖、D-万寿菊糖进行了几何构型优化、频率分析、红外光谱、自然电荷布居、NBO分析、分子能量及前线轨道能级计算,推导出分子的稳定性顺序为:呋喃型果糖吡喃型果糖葡萄糖菊糖.引入概念DFT活性指数分析表明菊糖分子的化学势μ数值大、化学硬度η小、亲电指数ω大,表明了它具有特殊的活性.Fukui指数扫描表明菊糖分子中C2原子具有较大的给电子能力,是整个分子的活性中心.抗氧化能力的EBDE数值计算表明2-H最容易断裂,其数值是为94.65 kcal·mol-1,远小于它的绝热电离势,这可为解释菊糖分子的抗氧化活性做合理的理论指导.     

α-氨基酸癸胺衍生物缓蚀性能的理论评价

采用量子化学计算和分子动力学模拟相结合的方法,在液相条件下对2-氨基-N-癸烷-3-(4-羟基苯基)丙酸(A)、2-氨基-N-癸烷-乙酰胺(B)、2-氨基-N-癸烷-丙酸(C)和2-氨基-N-癸烷-3-甲基-丁酰胺(D)4种缓蚀剂分子抑制盐酸对低碳钢腐蚀的性能进行理论分析,考察其前线轨道能量、全局反应活性参数、Fukui指数、重原子对前线轨道的贡献,计算缓蚀剂分子与金属Fe(001)表面的吸附能。结果表明:缓蚀剂分子A具有最强的反应活性;缓蚀剂分子B拥有较高的局部反应活性,C次之,D最小;缓蚀剂分子与金属表面的结合力由强到弱依序为A、B、C、D;4种缓蚀剂分子的缓蚀性能由高到低依次为A、B、C、D,缓蚀性能与实验数据相吻合。     

新型4H-3,1-苯并噁嗪类化合物的合成及拉曼光谱研究

应用连续的Passerini-氮杂Wittig反应合成了两种4H-3,1-苯并嗯嗪类化合物,对合成的苯并噁嗪化合物进行拉曼光谱测试分析,用密度泛函(DFT,density functional theory)理论的B3LYP方法,选用标准的6-31G*基组对化合物的几何构型进行优化,并对其振动频率进行了量化计算.结果表...     

C3H7/NH2/Fe+体系反应活性的密度泛函研究

采用B3LYP密度泛函理论对C3H7/NH2／Fe^＋体系生成乙烯和丙烯的反应路径进行了研究。在B3LYP／6-31＋G＊＊水平上，优化了4重态势能面上的极小值和过渡态的几何构型，计算了它们的能量和频率等参数，得到了该反应的势能面以及反应基元过程的详细信息。     

Ti3C2电极材料的密度泛函理论计算

研究H—,—O—,F—三种基团在Ti3C2表面的吸附, 通过密度泛函理论模拟计算吸附后结构的电子性质和量子电容. 结果表明： 3个相邻C原子中心处的正上方是最佳吸附位; 基团吸附可调制Ti₃C₂的电子结构; Ti₃C₂表面吸附H—基团的量子电容提升效果最好, 且在负偏压下具有较高的电荷积累能力.     

硬壁狭缝中硬球流体的密度泛函理论研究

用Rosenfeld密度泛函理论对由两平行硬墙约束的硬球流体系统进行了研究，计算了不同墙距离之间硬球流体的密度分布。结果表明，靠近狭缝，硬球流体的密度最大；在距硬壁一个分子直径附近也出现一个密度极大值；在两硬壁的中间位置，流体的密度较小且变化平缓。虽然该研究采用的模型及研究对象与前人有所不同，但计算结果与文献中的蒙特卡罗模拟结果基本一致。