新型不对称双季铵盐缓蚀剂的合成及缓蚀剂性能研究
咪唑啉类缓蚀剂由于特殊的分子结构,是一类性能优异的缓蚀剂。咪唑啉缓蚀剂广泛应用于酸洗、石油生产等工业中。双季铵盐是近年来开始应用于金属缓蚀领域的阳离子表面活性剂,由于双季铵盐具有低毒、较好的表面活性和良好的水溶性等特点,作为缓蚀剂具有广阔的应用前景。从分子结构出发,在双季铵盐分子中引入咪唑啉环合成一种新型不对称双季铵盐,该化合物将具有多吸附中心、良好的水溶性和良好的缓蚀性能。
本论文合成了一系列新型不对称双季铵盐化合物DBALⅠ、DBALⅡ、DBALⅢ和DBAO,通过红外光谱、紫外光谱和和核磁共振谱对中间体与目标产物的结构进行了表征。通过失重法、极化曲线法、交流阻抗法和表面形貌观察法研究了四种不对称双季铵盐在1mol/L盐酸溶液中对Q235钢的缓蚀性能。
失重实验结果表明,四种不对称双季铵盐缓蚀剂在1 mol/L盐酸溶液中对Q235钢均具有良好的缓蚀效果。缓蚀效率随着缓蚀剂浓度的增加而增大,当缓蚀剂浓度大于200 mg/L时,再增加浓度缓蚀效率增加不大。在25～55℃内,缓蚀效率随温度升高而增大,在55℃,浓度为200 mg/L时,四种缓蚀剂的缓蚀效率均大于96％。DBAO和DBALⅠ的缓蚀效率相差不大,三种不对称双季铵盐的缓蚀效率顺序为DBALⅠ＞DBALⅡ＞DBALⅢ,缓蚀效率随烷基疏水链的增长而减小。
极化曲线测试结果表明,四种不对称双季铵盐缓蚀剂对Q235钢腐蚀反应的阴阳极过程均有明显的抑制作用,添加缓蚀剂后自腐蚀电位稍显负移,腐蚀电流密度急剧减小,四种不对称双季铵盐缓蚀剂都属于阴极抑制为主的混合型缓蚀剂。
交流阻抗测试结果表明,四种不对称双季铵盐缓蚀剂在1 mol/L盐酸中均具有良好的缓蚀性能,随着缓蚀剂浓度的增加,电荷转移电阻Rct值增大,缓蚀剂通过在表面形成吸附膜有效地抑制了Q235钢的腐蚀。缓蚀剂膜在金属表面先生长后衰减,当浓度为200 mg/L时,缓蚀剂DBAO和DBALⅠ分别在168 h和192h时缓蚀效率达到最大。
表面形貌观察结果表明,未加缓蚀剂时Q235钢表面出现了严重的腐蚀。添加不对称双季铵盐缓蚀剂后,Q235钢表面可看到砂纸打磨留下的划痕,没有发生严重的局部腐蚀,说明缓蚀剂分子通过吸附在Q235钢表面形成了一层致密的保护膜,有效地抑制了Q235钢在盐酸溶液中的腐蚀。
不对称双季铵盐;咪唑啉缓蚀剂;电化学阻抗谱;分子结构;缓蚀性能
中国海洋大学
硕士
海洋化学
杜敏;张静
2011
中文
TG174.42;TQ113.7
84
2011-10-31（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）