温度对半胱氨酸缓蚀性能影晌的实验评价与机理研究

通过实验对不同温度条件下半胱氦酸抑制盐酸对碳钢腐蚀的性能进行评价,并采用分子动力学模拟(Molecular Dynamics Simulation,简称MD)方法,从缓蚀剂膜抑制腐蚀粒子扩散的角度对其缓蚀机理进行深入研究.静态失重实验显示:随温度的升高(25～65℃),半胱氨睃缓蚀剂的缓蚀效率呈逐渐下降趋势,其数值从88.36%降至61.64%.MD模拟发现:随温度升高,半胱氨酸缓蚀剂膜的自由体积逐渐增大,且腐蚀粒子与缓蚀剂膜的相互作用也逐渐减弱,更有利于腐蚀粒子在膜中的主动扩散;同时膜内半胱氨酸分子的自扩散能力也随温度升高而增强,腐蚀粒子在缓蚀剂膜携带下被动迁移的过程也随之加剧.主动扩散和被动迁移两方面的变化表明,腐蚀粒子在缓蚀剂膜中扩散能力随温度升高而增大;也就是说,随温度升高,半胱氨酸缓蚀剂膜对腐蚀粒子的扩散抑制能力逐渐降低,腐蚀粒子更易扩散运移至金属表面,导致半胱氨酸缓蚀剂缓蚀效率的降低.     

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.     

腐蚀介质在缓蚀剂膜中扩散行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法,从缓蚀剂膜阻碍腐蚀介质粒子(H2O、H3O+和HCO3-)向金属表面扩散的角度,研究了4种1-R1-2-十一烷基-咪唑啉缓蚀剂(R1:羧甲基(A),羟乙基(B),氨乙基(C),氢(D))抑制碳钢CO2腐蚀的缓蚀机理,并对其缓蚀性能进行了理论评价.腐蚀介质粒子在不同缓蚀剂膜中的扩散系数、粒子与膜的相互作用能以及膜的自扩散性能的计算结果表明:4种缓蚀剂均可形成稳定的缓蚀剂膜,能有效阻碍腐蚀介质粒子向金属表面的扩散,达到抑制或延缓腐蚀的目的;随亲水支链(R1)极性的增加,缓蚀剂膜对腐蚀介质粒子扩散行为的抑制能力逐渐增强;同种缓蚀剂膜对正负离子H3O+和HCO3-比对中性的H2O分子具有更强的扩散抑制能力.综合计算及分析结果,4种缓蚀剂缓蚀性能的理论评价结果为ABCD,与文献实验结果吻合.     

咪唑啉缓蚀剂在Fe(001)表面吸附行为的分子动力学模拟

采用分子动力学模拟方法研究了5种不同烷基链长的咪唑啉类缓蚀剂在Fe(001)表面的吸附行为和成膜机制,并对其缓蚀机理进行了深入分析.研究结果表明:咪唑啉分子的极性头基会吸附在金属表面上,而烷基碳链则背离金属表面,并通过自身的扭转形变实现稳定吸附;随着烷基链长的增加,缓蚀剂与金属基体的结合强度逐渐增加,所形成缓蚀剂膜的致密性也逐渐增大;致密的缓蚀剂膜能有效地阻碍腐蚀介质向金属表面扩散,从而达到延缓金属腐蚀的目的.5种缓蚀剂缓蚀性能的理论评价结果与实验结果吻合.     

温度对半胱氨酸缓蚀性能影响的实验评价与机理研究

通过实验对不同温度条件下半胱氨酸抑制盐酸对碳钢腐蚀的性能进行评价, 并采用分子动力学模拟(Molecular Dynamics Simulation, 简称MD)方法, 从缓蚀剂膜抑制腐蚀粒子扩散的角度对其缓蚀机理进行深入研究. 静态失重实验显示: 随温度的升高(25～65 ℃), 半胱氨酸缓蚀剂的缓蚀效率呈逐渐下降趋势, 其数值从88.36%降至61.64%. MD模拟发现: 随温度升高, 半胱氨酸缓蚀剂膜的自由体积逐渐增大, 且腐蚀粒子与缓蚀剂膜的相互作用也逐渐减弱, 更有利于腐蚀粒子在膜中的主动扩散; 同时膜内半胱氨酸分子的自扩散能力也随温度升高而增强, 腐蚀粒子在缓蚀剂膜携带下被动迁移的过程也随之加剧. 主动扩散和被动迁移两方面的变化表明, 腐蚀粒子在缓蚀剂膜中扩散能力随温度升高而增大; 也就是说, 随温度升高, 半胱氨酸缓蚀剂膜对腐蚀粒子的扩散抑制能力逐渐降低, 腐蚀粒子更易扩散运移至金属表面, 导致半胱氨酸缓蚀剂缓蚀效率的降低.