盐酸溶液中硫脲对铝的缓蚀作用及其在铝表面上的吸附
一种新型酸洗缓蚀剂的应用研究现状及未来发展趋势
一种新型酸洗缓蚀剂的应用研究现状及未来发展趋势摘要：利用电化学测试技术研究了一种新型酸洗缓蚀剂，即2，5-二氯苯乙酮-O-1-(1，3，4-三氮唑)亚甲基肟在l mol／L HCl介质中对碳钢的缓蚀作用和吸附行为。
结果表明：合成的三唑类化合物是一种性能优异的缓蚀剂。
从而也从大方向上把握了未来酸洗缓蚀剂的发展趋势。
关键词：三唑化合物；缓蚀剂；电化学实验；热力设备1.前言酸洗广泛应用于各个工业部门中的换热设备、传热设备和冷却设备等的水垢清洗，特别是电力部门的热力设备（如锅炉）的酸洗尤其重要。
从社会经济的角度来看，可减少因污垢带来的燃料耗费；从环境保护的角度来看，减少了燃料废气和大气污染【1】；从安全角度来看，锅炉和换热器等热力设备在使用过程中逐渐形成各类污垢，而这些污垢导热不良致使炉管局部温度升高，降低了钢材的强度，常常发生爆管事故，影响锅炉运行。
因此酸洗对于电厂的锅炉运行起着非常重要的作用。
酸洗常用的酸有盐酸、硫酸、磷酸、氢氟酸、氨基磺酸等无机酸，和柠檬酸、EDTA 等有机酸。
但由于酸对金属设备均有腐蚀作用，尤其无机酸的腐蚀更为严重，同时所放出的氢会向金属内部扩散，使被洗设备发生氢脆。
各种酸对铁的溶解能力由大到小如表1 所示。
另外所析出的大量的酸性气体，会使劳动条件恶化。
由于强酸的腐蚀性，酸洗过程常出现“过蚀”的现象，即清洗过程中不仅清除了金属表面的锈蚀和污垢，同时也将部分金属基材一并清洗掉。
因此，酸洗过程既造成金属材料、酸洗液的极大浪费，同时还产生大量的酸洗废液，造成严重的环境污染。
因此在酸洗时要加入缓蚀剂，以抑制金属在酸性介质中的腐蚀，减少酸的使用量，提高酸洗效果，延长热力设备的使用寿命。
酸洗时不仅要考虑酸的溶铁能力，还应考虑垢成分、金属材质、废液处理方法等因素【2】。
故选择一种质量好的缓蚀剂是酸洗的重要环节，而了解各类缓蚀剂的缓蚀性能可以更好的进行防腐工作。
1.1 酸洗缓蚀剂的发展历史关于酸性介质缓蚀剂的研究报道很多，根据有关文献记录，酸洗缓蚀剂第一个专利是1860年英国公布用糖浆及植物油的混合物作为酸洗铁板时的缓蚀剂。
经硫脲改性后的酸化缓蚀剂的研究
经硫脲改性后的酸化缓蚀剂的研究一、绪论1.1 研究背景1.2 研究目的1.3 研究意义二、硫脲改性的酸化缓蚀剂的制备及表征2.1 硫脲改性过程2.2 产品结构及表征方法2.3 影响因素分析三、改性酸化缓蚀剂的性能分析3.1 腐蚀抑制性能评价3.2 缓蚀机理分析3.3 耐热性、耐水性和流变性能测试四、改性酸化缓蚀剂的应用4.1 涂料添加剂4.2 水处理剂4.3 金属防锈剂五、总结与展望5.1 硫脲改性酸化缓蚀剂的优点5.2 未来研究方向5.3 结论注：该提纲仅供参考，具体内容可根据研究方向进行调整。
第一章绪论1.1 研究背景金属材料在各种工业生产过程中起着重要作用，但其易受到大气、水分和化学物质等外界环境的侵蚀和腐蚀，从而引起设备、构件或工具的性能下降、寿命缩短，甚至出现安全事故，造成严重经济损失。
因此，如何有效地抵抗金属腐蚀成为各项工业领域关注的热点问题。
酸化缓蚀剂是一种应用广泛的防腐材料，能够缓慢地向金属表面释放缓蚀物，从而形成一层保护膜，起到缓慢地延缓金属腐蚀的作用。
目前市场上供应的酸化缓蚀剂一般为无机硫酸盐类化合物，如硫酸铜、硫酸锌等。
然而，无机酸化缓蚀剂的缺点在于使用时需要较高的前处理温度、较大的剂量、而且容易出现环境污染问题。
此外，这些无机酸化缓蚀剂同时也表现出原料成本较高、稳定性较差等缺点。
因此，寻求一种新型酸化缓蚀剂，能够综合考虑到正确的缓蚀性能、良好的耐久性、环境友好性和低成本，十分必要。
1.2 研究目的本研究旨在开发一种新型的酸化缓蚀剂。
针对无机酸化缓蚀剂的不足，我们将以改性的硫脲为原料，制备一种新型的缓蚀剂，并对其进行全面的性能研究。
我们的目标是通过对改性酸化缓蚀剂的性能分析，探索其最佳用量、适用范围、缓蚀性能等，为工业生产的金属材料防腐提供可靠的技术支撑。
1.3 研究意义本研究的意义在于：1. 开发出一种效益更高的新型酸化缓蚀剂，可降低金属材料的腐蚀速率，延长金属材料使用寿命，有效提高工业生产效率和经济效益。
酸洗液中硫脲对不锈钢的缓蚀作用研究
不锈 钢作 为一 种特 种材料 ，在 化工 生产 领域 应用 较 广 引。金 属 设备 在 酸性 介 质 中的腐 蚀 是 现代 工 业 生产 中最 常见 的腐 蚀体 系 ，其涉 及 到设备 清洗 等方 面 ，因此 研究 不锈 钢在 酸性 腐蚀 体 系的缓 蚀保 护有
着重 要 的意义 。下 面 ，笔者利 用失 重法 研究 了硫 脲 缓蚀剂 在 常见 的酸 洗体 系 （ １ ０ ％盐 酸 、１ ０ 硫 酸
的 不 锈 钢 材 质 具 有 一 定促 进 腐 蚀 的 作 用 ；在 １ Ｏ ％ 盐 酸 溶 液 中 ， 当硫 脲 的加 入 量 为 ０ ． ２ 时 ，不 锈 钢 材 质 的
缓蚀 率 可 以达 到 最 大值 为 ９ ２ ． ６ ；在 １ Ｏ 硫 酸 溶 液 中 ， 当硫 脲 的加 入 量 为 ０ ． ２ ５ 时 ， 其 对 不 锈 钢 的缓 蚀
１ ． ２ 缓 蚀 性 能 评 价 方 法
恒温 ４ ０ ￣ Ｃ的条 件下 ，将不 锈钢 挂片 放人 含不 同浓 度缓 蚀剂 的腐 蚀 溶 液 中浸 泡一 段 时 间 （ １ ０ 盐酸， ２ ｈ ；１ ０ 硫酸 ，０ ． ５ ｈ ；１ ０ 硝 酸 ，２ ｈ ） 后 ，取 出试样 ，依 次 用蒸 馏 水 、酒精 和 丙 酮清 洗 ，干燥 后称 重 ， 并 按下 列公 式计算 不锈 钢挂 片 的腐蚀 速率 ：
长 江 大 学 学报 （ 自科 版 ） ２ ０ １ ５ 年３ 月 第１ ２ 卷 第７ 期 （ 理工上旬刊）
Ｊ ｏ ｕ ｒ ｎ ａ ｌ ｏ ｆ Ｙ ａ ｎ ｇ ｔ ｚ ｅ Ｕ ｎ ｉ ｖ ｅ ｒ ｓ ｉ ｔ ｙ（ Ｎ ａ ｔ ｕ ｒ ａ ｌ Ｓ ｃ ｉ ｅ ｎ ｃ ｅ Ｅ ｄ ｉ ｔ ｉ ｏ ｎ ） Ｍａ ｒ ． ２ ０ １ ５ ，Ｖ ｏ １ ． １ ２ Ｎ ｏ ． ７ ．２ １．
缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向..
缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向1缓蚀剂的作用机理缓蚀剂的作用机理概括起来可以分为两种，即电化学机理和物理化学机理[1]。
电化学机理是以金属表面发生的电化学过程为基础，解释缓蚀剂的作用。
而物理化学机理是以金属表面发生的物理化学变化为依据，说明缓蚀剂的作用。
这两种机理处理问题的方式不同，但它们并不矛盾，而且还存在着某种因果关系。
1.1缓蚀剂的电化学机理金属的腐蚀大多是金属表面发生原电池反应的结果，这也是造成浸蚀腐蚀最主要的因素，原电池反应包括阳极反应和阴极反应[1]。
如果缓蚀剂可以抑制阳极、阴极反应中的任何一个或两个，原电池反应将减缓，金属的腐蚀速度就会减慢。
把能够抑制阳极反应的缓蚀剂称为阳极抑制型缓蚀剂；能够抑制阴极反应的缓蚀剂称为阴极抑制型缓蚀剂；而既能抑制阳极反应又能抑制阴极反应的缓蚀剂称为混合型缓蚀剂。
重铬酸钾、铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、高锰酸钾、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐等都属于阳极型缓蚀剂。
阳极型缓蚀剂对阳极过程的影响是：（1）在金属表面生成薄的氧化膜，把金属和腐蚀介质隔离开来；(2)因特性吸附抑制金属离子化过程；(3)使金属电极电位达到钝化电位[2]。
阴极型缓蚀剂主要通过以下作用实现缓蚀：(1)提高阴极反应的过电位．有时阴离子缓蚀剂通过提高氢离子放电的过电位抑制氢离子放电反应，例如，Na2C03、三乙醇胺等碱性缓蚀剂都可以中和水中的酸性物质，降低氢离子浓度，提高析氢过电位，使氢离子在金属表面的还原受阻，减缓腐蚀；(2)在金属表面形成化合物膜，如有机缓蚀剂中的低分子有机胺及其衍生物，都可以在金属表面阴极区形成多分子层，使去极化剂难以达到金属表面而减缓腐蚀；(3)吸收水中的溶解氧，降低腐蚀反应中阴极反应物的浓度，从而减缓金属的腐蚀。
混合型缓蚀剂对腐蚀电化学过程的影响主要表现在：(1)与阳极反应产物反应生成不溶物，这些不溶物紧密地沉积在金属表面起到缓蚀的作用，磷酸盐如Na3P04、Na2HP04对铁、镁、铝等的缓蚀就属于这一类型；(2)形成胶体物质，能够形成复杂胶体体系的化合物可作为有效的缓蚀剂，例如Na2Si03等；(3)在金属表面吸附，形成吸附膜达到缓蚀的目的，明胶、阿拉伯树胶等可以在铝表面吸附，吡啶及有机胺类可以在镁及镁合金表面吸附，故都可以起到缓蚀的作用[2]。
(完整word版)缓蚀剂的制备(word文档良心出品)
1.研究背景CO2腐蚀是油气田生产过程中最为常见的一种腐蚀形式，它严重的威胁了石油化工行业的安全生产，往往会造成巨大的经济损失，甚至危及到人身安全。
有鉴于此，如何有效的抑制CO2腐蚀一直是研究热点。
在诸多抑制CO2腐蚀的措施中，添加缓蚀剂是一种简单有效，成本低廉的手段，被广泛的应用于各大油气田实际生产中。
2.缓蚀剂的研究现状按照物质的组成，可将其划分成有机缓蚀剂和无机缓蚀剂两部分。
有机缓蚀剂以胺类、季铵盐类、炔醇类、杂环化合物等为主，基本上都含有O、N、P、S元素，吸附在金属表面，覆盖金属活性位点，减缓电化学腐蚀。
无机缓蚀剂以硝酸盐类、磷酸盐类、多磷酸盐类、硅酸盐类为主。
无机缓蚀剂可以在金属表面发生化学反应形成钝化膜或金属盐类保护膜，达到预防腐蚀的目的。
国外缓蚀剂的开发较为系统、成熟，主要研究咪唑啉、季铵盐Gemini 表面活性剂、磷酸酯类等有机缓蚀剂。
国内多数使用醛、酮、胺缩合物、咪唑啉等杂环化合物及一些衍生物和增效剂如炔醇、卤化物等作为酸化缓蚀剂。
使用量大、成本高是国内外酸化缓蚀剂普遍存在的问题，适用高温高压环境的缓蚀剂较少。
目前业界广泛认为抗腐蚀效果较好缓蚀剂的有咪唑啉及衍生物、季铵盐类、希夫碱类、曼尼希碱等物质。
咪唑啉类分子包括：N 五元环、含有活性基团的侧链R1、碳氢长链R2。
侧链R1为亲水支链，一般带有N、O、S等杂原子，能够在金属表面吸附，成为保护膜，R2为憎水基团，能够将金属周围的溶液排斥疏离，使腐蚀介质不能直接与金属接触，达到缓蚀的效果。
根据咪唑啉缓蚀剂自身结构的特殊性，通过改性R1和R2基团结构，优化得到不同种类的缓蚀剂。
3.缓蚀剂吸附机理应用于油田的缓蚀剂一般遵循吸附成膜理论，也就是说缓蚀剂可以吸附在金属，表面成为复杂的疏水膜，减缓酸液在腐蚀过程中的阳极或阴极速率。
通常吸附膜将发生腐蚀的电荷或物质与金属隔离，影响腐蚀动力学过程，从而减缓腐蚀的发生。
腐蚀介质中使用范围最广的缓蚀剂一般为有机缓蚀剂，它们具有非常好的吸附性，这与其自身结构特点有关。
铝合金无黄烟化学抛光机理的研究
加剂 的 电位一 间曲线更 光滑 ， 就是 说 在含 添加 剂 时 也 的溶液 中铝 的 电位 更稳 定 ， 应 更 加平 稳 。这 表 明 反 除 了黏 膜层外 ， 溶液 中还存 在其 他 的保 护作 用 。
组成 分别 为 ： 苯胺磺 酸钠 ０ ４ｇ Ｌ， 二 ． ／ 己酸 ０ ４ｇ Ｌ， ． ／ 丁 基硫 醇 ０ ２ｇ Ｌ， 氧水 １ ／ 硫 酸铜 ０ ６ｇ Ｌ， ． ／ 双 ５ｇ Ｌ， ． ／
一
质 转 移 ， 生 移 动 障 碍 ， 可 以 使 腐 蚀 速 率 降 产 也
低 。 研究 分析认 为 ： 机物 在铝 表面发 生 了吸附 ， 有 并
且通 过 吸附作 用 ， 效 降 低 了铝 在 抛 光液 中的腐 蚀 有 速率 。黏 膜理论 认 为 ： 陷部 位 的黏 膜厚 度 大 于 凸 凹 起部 位 的黏膜厚 度是造 成 两部位 溶解速 率不 同的原
Ｔｅ ｈｎ ｏ ｃ ｏｌ ｇｙ，Ｇａ ｚ ｏｕ ３ ０ ｎ ｈ ４１ ００，Ｃｈ ｎ ｉ ａ）
摘 要 ： 为 了消 除 传 统 的 三 酸 抛 光 对 环 境 和人 体 健 康 的 危 害 ， 发 了 以磷 酸 一 酸 为基 础 液 加 入 添 加 剂 的无 烟 化 学抛 光技 术 。 开 硫
中 图分 类 号 ： ７ ＴＧ １ ５
文献 标 识 码 ： Ａ
文章 编 号 ：０ ０ ４ ４ （ ０ ０ ０ － ０ ５０ １ ０ — ７ ２ ２ １ ） ５０ ２ － ３
０ 前 言
传统 的铝及 铝 合金 三酸 抛光 工 艺 ， 由于抛 光 液 中含 有大量 的硝 酸 ， 抛 光 时会 产 生 大量 的氮 氧 化 在
试样 为冷 轧后 的 ５ ２铝 合 金 薄片 。其 化 学成 Ａ０
缓蚀剂在介质中对材料的缓蚀作用及其对应的吸附模型
缓蚀剂在介质中对材料的作用及其对应的吸附模型介质材料缓蚀剂及其所属类型对应的吸附模型源文献1.0 mol/L HCl溶液冷轧钢阴离子表面活性剂油酸钠(SO)和非离子表面活性剂聚乙二醇辛基苯基醚(OP) 对冷轧钢有缓蚀协同作用混合型缓蚀剂Temkin吸附模型.缓蚀协同效应的最大缓蚀率可达92%《清洗世界》《CLEANINGWORLD》2007年第23卷第7期邓书端，李向红，付惠，白玮，木冠南《表面活性剂在HCl中对钢的缓蚀协同效应》盐酸介质冷轧钢阳离子型表面活性剂---氯代十六烷基吡啶（RNCl)30~40ºC时为Langmuir 吸附模型50~60℃时,满足Frumkin非理想吸附方程《云南大学学报(自然科学版)》《JOURNAL OFYUNANUNIVERSITY（NATURALSCIENCES）》2002年第24卷第2期张瑾，木冠南，刘光恒，唐丽斌云南大学化学系《盐酸介质中氯代十六烷基吡啶对钢的缓蚀作用》0.5-2.0 mol/L硫酸冷轧钢十六烷基三甲基溴化铵（CTAB）和NaCl对硫酸中钢的腐蚀存在缓蚀协同作用.阴极为主的混合型缓蚀剂Langmuir 吸附模型《云南大学学报(自然科学版)》《JOURNAL OFYUNANUNIVERSITY（NATURALSCIENCES）》2004年第26卷第5期李学铭，木冠南云南大学化学系《十六烷基三甲基溴化铵与氯化钠对不同浓度硫酸中冷轧钢的缓蚀协同作用》0.5-6.0mol/L的盐酸溶液冷轧钢非离子表面活性剂Tween-20、OP-10分别和同时与活性阴离子I-复配后对酸中钢的腐蚀都存在缓蚀协同作用.Tween-20是一种阴极型缓蚀剂OP-10是一种抑制阳极为主的混合型缓蚀剂Langmuir 吸附模型Tween-20、OP-10分别和同时与I-复配的缓蚀剂对钢片在酸中的缓蚀率可达到95％以上，且后者效果更好广东工业大学环境工程专业硕士余国骏2008年学位论文《表面活性剂与活性阴离子协同吸附作用机理研究》25ºC 1.0mol/L HCl溶液或0.5 mol/L H2SO4溶液A3 钢二乙撑三胺和己二晴合成的双咪唑啉（BM)阴离子型缓蚀剂EL-Awady吸附模型在HCl中,缓蚀剂为1 mmol/L时,缓蚀率达到96.7%,在H2SO4体系中,当缓蚀剂为2 mmol/L时,缓蚀率为86%《化工时刊》《CHEMICALINDUSTRYTIMES》2009年第23卷第6期李华金俞斌南京工业大学理学院应用化学系,江苏,南京,210009《双咪唑啉衍生物缓蚀剂的合成与缓蚀研究》1.0~6.0mol/L硫酸溶液冷轧钢表面20~60ºC KI混合型缓蚀剂Langmuir吸附模型最大缓蚀率超过98%《云南化工》《YUNNANCHEMICALTECHNOLOGY》2009年第36卷第4期邓书端，李向红，付惠《H2SO4介质中KI在冷轧钢表面的吸附及缓蚀作用》1.0～5.0 mol/L HCl 介质冷轧钢红四氮唑（TTC中等程度缓蚀）混合型缓蚀剂Langmuir吸附模型《应用化学》《CHINESEJOURNAL OFAPPLIEDCHEMISTRY 》2009年第26卷第9期李向红，邓书端，付惠《红四氮唑在盐酸介质中对冷轧钢的缓蚀作用》5% NaHCO3碱性介质铜表面胍基四唑（GT)和1-（对甲基）苯基-5-巯基-1,2,3,4四氮唑（MMT)两者均为阳极型缓蚀剂两者均为Langmuir吸附模型,均在浓度为50mg/L时缓蚀效率效率最大，90%以上MMT的缓蚀效率大于GT《材料保护—MaterialProtection》2009年12月第42卷第12期张雪梅刘瑞全新疆大学化学与化工学院《2种四唑衍生物缓蚀剂在碱性介质中对铜的缓蚀性能和吸附行为》盐酸介质冷轧钢稀土铈Ce4+离子和钼酸钠均有一定的缓蚀作用,但最大缓蚀率不超过42%，共同作用时有缓蚀协同效应Langmuir吸附模型缓蚀协同效应最大缓蚀率可达90%左右《化学学报》《ACTA CHIMICASINICA 》2004 年第62卷第24期木冠南，李向红，屈庆，周俊云南大学化学系《稀土铈(IV)离子和钼酸钠在盐酸溶液中对冷轧钢的缓蚀协同效应》1 mol/L 磷酸溶液冷轧钢季铵盐型Gemini表面活性剂1,3-双(十二烷基二甲基溴化铵)丙烷(简写为12-3-12) 及其与卤离子复合体系在Gemini表面活性剂12-3-12溶液中加入一定浓度的Cl-或Br -构筑复合成的缓蚀体系,有显著的缓蚀协同效应，符合Langmuir吸附模型Gemini表面活性剂12-3-12浓度最低可达1×10 -4 mol/L《安徽大学学报（自然科学版）》《JOURNAL OFANH UIUNIVE-RSITY (NA TURALSCIENCES) 》2009 年第33卷第1期)姜霞，吴云，张旺，裘灵光，安徽大学,化学化工学院,《Gemini表面活性剂与卤离子对钢在磷酸介质中缓蚀协同效应》。
硫脲催化剂
硫脲催化剂硫脲催化剂是一类含有硫脲基团（-NH2-C(=S)-NH2）的化合物，它们在有机化学反应中扮演着重要的角色。
硫脲及其衍生物因其独特的化学性质，如能够与金属离子形成配合物、提供软碱配体以及参与多种有机转化反应，而被广泛用作催化剂或催化剂前体。
硫脲类催化剂的主要特点包括：1. 配位能力：硫脲分子中的氮和硫原子都具有孤对电子，能够与过渡金属离子形成稳定的五或六配位复合物，从而改变金属的催化活性和选择性。
2. 软酸碱性质：根据硬软酸碱理论，硫脲作为一个软碱，倾向于与软金属离子形成配合物。
这种性质使得硫脲催化剂适合催化涉及软亲核试剂的反应。
3. 官能团兼容性：硫脲催化剂能够在多种官能团存在的底物上工作，这使得它们在复杂的合成路径中特别有用。
4. 可调性：硫脲的结构可以通过改变取代基来调整，从而调控其催化性能，包括活性、选择性和稳定性。
硫脲催化剂在众多类型的化学反应中都有应用，例如：- 不对称催化：硫脲衍生物可以作为手性催化剂，用于促进立体选择性的合成反应，如不对称氢化、不对称环加成等。
- 交叉偶联反应：硫脲配合物可以催化碳-碳键和碳-杂原子键的形成，例如钯催化的Suzuki偶联、Heck反应等。
- C-H官能团化：硫脲催化剂能够催化烯烃、炔烃和芳香烃的C-H键活化，引入新的官能团。
- 氧化还原反应：某些硫脲催化剂能够催化氧化还原反应，如醇的氧化、胺的还原等。
在设计和合成硫脲催化剂时，研究人员会根据目标反应的需求来选择合适的金属中心、硫脲配体的结构和取代基。
此外，对催化剂的稳定性、重复使用率及是否能够容易回收等因素也会进行考量，以实现绿色化学和可持续发展的目标。
由于硫脲催化剂的多样性和高效性，它们在药物化学、精细化工和材料科学领域具有广泛的应用前景。
随着新的硫脲催化剂设计和合成方法的不断发展，其在催化领域的应用将会更加广泛和深入。