表面活性剂和杂环化合物对碳钢在盐酸中的协同缓蚀研究

表面活性剂论文 碳钢酸洗论文 失重法论文 电化学测试论文 量子化学计算论文
论文详情
酸洗在工业上是金属除锈的一种有效手段,但是在酸洗过程中有发生过度腐蚀的危险。在酸洗液中加入酸洗缓蚀剂,是防止金属过度腐蚀提高酸洗效率的有效方法。杂环类化合物具有较好的化学吸附性能,表面活性剂具有良好的定向吸附性能,被用作酸洗缓蚀剂。本论文以三聚氯氰为母体接入非极性基团(正己胺、正辛胺)和极性基团(N,N-二甲基-1,3-丙二胺),合成两个表面活性剂:2-正己胺基-4-(3-二甲胺基-丙胺基)-6-羟基-1,3,5-均三嗪(C6),2-正辛胺基-4-(3-二甲胺基-丙胺基)-6-羟基-1,3,5-均三嗪(C8),采用红外光谱、液质和核磁共振方法对二者的结构进行了表征。并分别与2-氨基苯并咪唑、2-巯基苯并噻唑等摩尔比复配作为缓蚀剂。通过实验室评价法(静态挂片失重法、吸附热力学、电化学方法、量子化学计算和分子动力学模拟研究了此种缓蚀剂对45#碳钢在1mol/L盐酸腐蚀介质48h后的腐蚀情况的影响具体研究内容如下:选用C6和C8两种表面活性剂以及此两种表面活性剂分别与2-氨基苯并咪唑和2-巯基苯并噻唑等摩尔比复配作为缓蚀剂,通过表面张力测试研究其表面活性。结果表明,两种表面活性剂有效的降低1M HCl溶液的表面张力,随着其浓度增加而急剧减小直至达到临界胶束浓度,体系的表面张力才趋于平稳,最后保持在30 mN m-1左右。C8和C6临界胶束浓度分别为(0.1mM)和(0.5m M)。这表明两种表面活性剂都能在较低的浓度下在界面上形成饱和吸附。通过静态失重实验考察了单独表面活性剂和表面活性剂与杂环小分子缓蚀剂等摩尔比复配后添加浓度和腐蚀环境温度对缓蚀剂作用效果的影响,结果表明在20℃时,单独表面活性剂缓蚀效率就高达94%以上,尤其是在添加量超过临界胶束浓度后缓蚀效率稳定在97%以上。复配后缓蚀效率也略有提升,但随着腐蚀环境温度的提高,表面活性剂的缓蚀效率不断降低,复配后缓蚀体系的缓蚀效率降低的趋势明显得到抑制,C8与2-巯基苯并噻唑复配体系在添加量为5mM时,50℃的腐蚀环境中的缓蚀效率仍可保持在92%,说明表面活性剂与杂环小分子缓蚀剂复配可有效减少缓蚀剂的添加量,同时提高了缓蚀剂对温度的稳定性。交流阻抗谱实验、动电位极化曲线实验研究了缓蚀剂在电化学腐蚀过程中对金属的保护作用及其作用机理,结果表明表面活性剂在碳钢电极表面吸附形成一层的保护膜,有效的阻隔了金属与腐蚀介质的物质交换。表面活性剂和表面活性剂与2-氨基苯并咪唑以及2-巯基苯并噻唑复配体系在金属表面成膜的过程是以物理吸附作用为主的,对碳钢电极的阴极和阳极腐蚀过程都有良好的阻碍作用,属于混合抑制型缓蚀剂。吸附热力学研究表明:表面活性剂和表面活性剂与2-氨基苯并咪唑以及2-巯基苯并咪唑复配在碳钢表面的吸附作用是以物理吸附为主的混合吸附,符合Langmiur吸附等温线。通过量子化学计算和分子动力学模拟方法从微观角度研究了缓蚀剂分子与金属的吸附作用能力。模拟结果表明,不论是单独表面活性剂还是杂环小分子缓蚀剂都具备优良缓蚀剂的特性,能够有效的吸附在金属表面。复配后体系在界面上的吸附能较两类单独缓蚀剂明显增强。
摘要第4-6页
abstract第6-8页
第一章 绪论第11-21页
    1.1 研究背景第11-12页
    1.2 缓蚀剂的特点及分类第12-13页
    1.3 杂环缓蚀剂的研究进展第13页
    1.4 表面活性剂作为缓蚀剂的研究进展第13-14页
    1.5 缓蚀剂的复配协效作用第14-15页
    1.6 缓蚀剂的研究评价方法第15-19页
        1.6.1 失重法第15页
        1.6.2 电化学方法第15-17页
        1.6.3 理论研究第17-18页
        1.6.4 表面分析第18-19页
    1.7 本论文的研究内容及意义第19-21页
        1.7.1 研究意义第19页
        1.7.2 研究内容第19-21页
第二章 阳离子表面活性剂的合成第21-29页
    2.1 引言第21页
    2.2 实验试剂与仪器第21-22页
    2.3 实验部分第22-23页
        2.3.1 合成路线第22-23页
        2.3.2 合成步骤第23页
    2.4 产物结构表征第23-29页
        2.4.1 傅里叶变换高分辨质谱第23-25页
        2.4.2 红外光谱分析第25-26页
        2.4.3 核磁共振第26-29页
第三章 表面活性和缓蚀性能测试第29-59页
    3.1 引言第29页
    3.2 实验试剂与仪器第29-30页
    3.3 实验方法第30-32页
        3.3.1 表面活性的测定第30页
        3.3.2 电化学实验第30-31页
        3.3.3 静态失重实验第31-32页
    3.4 结果与讨论第32-59页
        3.4.1 表面活性第32-34页
        3.4.2 动电位极化曲线第34-40页
        3.4.3 电化学阻抗谱第40-46页
        3.4.4 静态失重第46-52页
        3.4.5 吸附热力学研究第52-59页
第四章 理论计算第59-69页
    4.1 引言第59页
    4.2 模拟方法第59-60页
        4.2.1 量子化学计算第59页
        4.2.2 分子动力学模拟第59-60页
    4.3 结果与讨论第60-69页
        4.3.1 量子化学计算第60-63页
        4.3.2 分子动力学模拟第63-69页
第五章 结论第69-71页
参考文献第71-80页
攻读学位期间的论文及科研成果第80-81页
致谢第81-82页
论文购买
论文编号ABS4353660,这篇论文共82页
会员购买按0.30元/页下载,共需支付24.6
不是会员,注册会员
会员更优惠充值送钱
直接购买按0.5元/页下载,共需要支付41
只需这篇论文,无需注册!
直接网上支付,方便快捷!
相关论文

点击收藏 | 在线购卡 | 站内搜索 | 网站地图
版权所有 艾博士论文 Copyright(C) All Rights Reserved
版权申明:本文摘要目录由会员***投稿,艾博士论文编辑,如作者需要删除论文目录请通过QQ告知我们,承诺24小时内删除。
联系方式: QQ:277865656