多酰胺Gemini型缓蚀剂缓蚀性能研究
新型表面活性剂Gemini性能及其研究进展

文献综述题目:新型表面活性剂Gemini性能及其研究进展姓名: XXX 学号:XXXXXXXXX专业:有机化学二零一二年十二月一日新型表面活性剂Gemini性能及其研究进展摘要Gemini是一种新型表面活性剂,它以联结基团联结在头基或靠近头基处,使得表面活性剂的表面活性大幅度提高。
与一般的表面活性剂相比, Gemini表面活性剂是概念上的突破,被誉为新一代的表面活性剂。
本篇综述详细介绍了Gemini表面活性剂的性能以及研究进展。
关键词Gemini;双子;联结基团;高表面活性传统表面活性剂分子中只有1 个亲水基和1 个亲油基,由于这种表面活性剂疏水链之间的缔合作用,离子头基间电荷斥力和水化作用引起的分离作用存在平衡,使得它们在界面或分子聚集体中不能更紧密排列,因而降低表面张力的能力有限。
近年,一种新型表面活性剂引起重视,即用化学键将2个或2 个以上的相同或不同的两亲成分联结起来,成为具有多个亲水基和多个疏水长链的表面活性剂,统称为多聚表面活性剂,其中以二聚体研究较多。
由于该类表面活性剂的亲水基团是以共价键结构连接,可实现亲水基之间的更紧密排列,因而具有更高的表面活性,同时还有许多特殊性能。
1结构和性能1.1 Gemini表面活性剂特殊结构示于图1[1]Gemini表面活性剂的疏水基有两类:一类为纯碳链,另一类是碳链中有其它基团如酯基、酰胺基、氟等。
亲水基可以是阳离子型(主要是季铵盐),阴离子型(主要有羧酸盐、磷酸酯盐、磺酸盐及硫酸酯盐),非离子型(主要是多羟基和环氧甲烷缩合基团)。
1.2 Gemini表面活性剂优良性能Gemini表面活性剂由于其特殊结构,有许多传统表面活性剂所不具备的特性[2~3],现列举如下:①易吸附在气液表面,从而更有效地降低表面张力。
②极易聚集成胶团,cmc 值比传统表面活性剂溶液低。
③具有较低的表面活性剂应用温度下限(Krafft点) 。
④具有优良的润湿性,洗涤去污能力强。
Gemini表面活性剂的合成、表征及性能测定——油田化学专业综合实验

以 对 c 图可得 一直 线 , 作 由直 线斜 率可 求得 厂 , 再根 据式 ( ) 2 计算 口 :
0 =1 ( F / L ) () 2
式 中 £为 阿伏伽 德 罗常 数 。 酸 化是 油气 田增 产增 注 的重要 措施 之 一 , 在石 油工 业 中得 到 了广泛 的应 用 。酸化 使 用 的 酸液 注 入 地 层 的过程 会严 重腐 蚀地 面管 道及 井筒 管 壁 , 而且 F n 对地层 产 生永 久损 害 , 以酸 液 中必须加 入 缓 e会 所
活性剂 ; ④ 特殊 结构 阳离子 型 G mii 面 活性 剂 的合 成 : e n表 联接 基 团结 构 特 殊 、 疏水 基 团特 殊 、 非对 称 阳离 子 型 G m n 表 面 活性剂 、 e ii 多烷基 多季 铵盐型 G m n 表 面活性 剂 的合成 。 e ii 本 实 验 采 用 第 一 种 方 法 , 』, 一 甲基 十 二 烷 基 叔 胺 和 l 4二 溴 丁 烷 反 应 , 备 双 季 铵 盐 型 以 vJ 二 7 v ,一 制 G mi 表面活性 剂 B A 。 e n i Q S 表面 张力 的测 定方 法通 常有 : 金板法 、 铂 铂金 环法 、 滴体积 法 、 大气 泡压力 法 等 。本 实验采 用铂金 最
板法 测定表 面活性 剂水 溶液 的表面 张力 。
基金资助 : 长江 大 学 教 学 研究 项 目( Y 0 0 2 ) J2 10 1
第 3期
赖 璐 等 : e ii 面 活 性 剂 的 合 成 、 征 及 性 能测 定 — — 油 田化 学 专 业 综 合 实 验 G mn表 表
6 3
主或i _ i i_
1 实 验 目的
兰 :
一种酰胺缓蚀剂的合成及其缓蚀性能与机理

韩 阗俐 , 江 婷 , 单东方 , 万新军 , 刘金云
( 1巢湖 学院化 学 系 ,安徽 巢湖 2 3 8 0 0 0 ; 2 中国科 学院合肥物 质科 学研 究 院,安 徽 合肥 2 3 0 0 3 1 )
摘 要 :设计 正交实验制备 了一种新型的月桂 酸二 乙醇 酰胺缓蚀 剂 ,研究 了其对碳 钢的缓蚀性 能并探索 其缓蚀机 理。结果
t i o n s :r e a c t i o n t e mp e r a t u r e wa s 1 3 0 ℃ ,mo r a l r a t i o o f l a u r e l a c i d t o d i e t h a n o l wa s 1 :2 . 5,a n d r e a c t i o n t i me w a s 5 h .I t
第4 1 卷 第 7期 2 0 1 3年 4月
ቤተ መጻሕፍቲ ባይዱ
广
州
化
工
V o 1 . 4 1 No . 7 Ap r i l . 2 0 1 3
Gu a n g z h o u C h e mi c a l I n d u s t r y
一
gimini表面活性剂

Gemini表面活性剂研究现状及其性能摘要:文章简要地介绍了Gemini表面活性剂的结构特点。
介绍了Gemini表面活性剂的优良性能如表面张力、泡沫力、润湿力、优异的协同效应,并且简单介绍一下支链醇对Gemini表面活性剂活性的影响。
在此基础上,阐述了该类表面活性剂复配体系研究进展、缓蚀性能的研究和在油田三次采油上的应用前景。
关键词:Gemini表面活性剂;复配体系;缓蚀性能;三次采油1.Gemini表面活性剂介绍表面活性剂是一类加入很少量即可显著降低水溶液表面张力的物质。
在工农业生产和人类日常生活中常会用到的一种重要材料。
其种类繁多,用途也及其广泛。
主要有阳离子表面活性剂、阴离子表面活性剂、非离子表面活性剂、两性表面活性剂。
Menger于1991年合成了刚性基连接的双离子头基双碳氢链表面活性剂,并命名为Geminis(天文学用语,意为双子星座),形象地表述了此类表面活性剂的结构特征。
Gemini 表面活性剂是两个和多个单链单头基传统表面活性剂通过连接基团在其亲水基或靠近亲水基连接而成的一种新型表面活性剂[1]。
Gemini表面活性剂的分子结构顺序为:长的疏水链,亲水头基,联接基团,第二个亲水基团,第二个疏水链。
Gemini表面活性剂具有两个两亲成分,因此也被称为二聚表面活性剂(Dimeric surfactant)。
该表面活性剂既增强了碳氢链的疏水作用,也通过连接基团调整亲水基团的距离,改变了单元分子的几何形状,导致胶束表面电荷密度、水化程度及胶束形状的变化,使其具有一定的特性。
从而使其具有更好的界面性能,使其具有良好的应用前景。
可广泛应用于日用品生产、金属腐蚀、介孔材料合成和三次驱油等方面[2]。
2.表面活性剂的性能特征以二苯乙烷和长链酰氯为原料,经傅-克酰基化反应、黄鸣龙还原反应、磺化、中和等反应得到一系列Gemini表面活性剂Gm-2-m。
Gemini表面活性剂在表面上排列更加紧密,表面能更低,具有很高的表面活性,体现在cmc数值上比相应的单基小很多。
Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及性能研究的开题报告

Gemini型季铵盐表面活性剂的合成及性能研究的开题报告一、研究背景和意义随着人们对环境保护意识的逐渐提高,对表面活性剂的要求也越来越高。
常规表面活性剂的分子结构存在着环境污染、生态破坏等问题。
因此,对于新型、环保的表面活性剂的需求变得越来越迫切。
Gemini型季铵盐表面活性剂是一种新型表面活性剂,由于其具有较低的浓度下就能发挥出优良的表面活性能、生物可降解性等特点,因此得到了广泛关注和应用。
本研究旨在通过合成和研究Gemini型季铵盐表面活性剂的性能,为替代传统表面活性剂,推广和应用环保、高效的表面活性剂提供技术支持。
二、研究内容和方法1. 通过化学合成的方法,制备出一系列不同结构的Gemini型季铵盐表面活性剂。
2. 考察不同结构的Gemini型季铵盐表面活性剂的性能(如表面张力、临界胶束浓度、稳定性等)及组成对性能的影响。
3. 研究Gemini型季铵盐表面活性剂的生物降解性能、毒性及对环境的影响。
4. 基于应用角度,考察Gemini型季铵盐表面活性剂在清洗和乳化领域中的应用性能,并与传统表面活性剂进行比较。
五、研究预期成果和意义本研究将制备出一系列不同结构的Gemini型季铵盐表面活性剂,并考察其性能及组成对性能的影响。
同时,研究其生物降解性能、毒性及对环境的影响,并且考察其在清洗和乳化领域中的应用性能,为新型、环保的表面活性剂的应用提供技术支持。
三、主要研究难点和解决措施1. 合成方法的探讨合成Gemini型季铵盐表面活性剂的方法较为复杂,需要考虑反应的温度、时间、催化剂等条件。
解决方法:探讨不同的合成方法,并进行合成条件的优化。
2. 性能的评价Gemini型季铵盐表面活性剂的性能评价涉及到多个方面,除了常规表面张力等指标外,还需要考虑二聚体结构、胶束形态等因素的影响。
解决方法:综合利用多种表面活性剂性能评价方法,对Gemini型季铵盐表面活性剂的性能进行全面评价。
四、研究进度安排第一年:1. 确定Gemini型季铵盐表面活性剂的合成方法,制备一系列不同结构的Gemini型季铵盐表面活性剂。
氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的实验评价与缓蚀机制分析

结果表明 : 种缓蚀剂缓蚀效率的顺序 为半胱氨酸 >缬氨酸 > 氨酸 ; 3 丙 3种分 子的反应活性 中心的分布基本相 同 ; 半 胱氨酸具有 两个亲 电取代反应 的活性 中心 , 反应活性最高且缬 氨酸 比丙氨酸具有更强 的反应活性 ; 半胱氨 酸的吸附
稳定性最强, 其次是缬氨酸 , 氨酸最差 。3种氨基酸缓蚀剂缓蚀效率 的理论评价结 果为半胱氨 酸 >缬氨酸 >丙氨 丙 酸, 与实验评价结果完全吻合。 关键词: 失重 法;量子化学计算 ;分子动力学模拟 ; 缓蚀机制
21 00年 第 3 4卷 第 3期
中国石油大学学报 (自然科学版)
J u n lo h n n v r i fP toe m o r a f ia U iest o er lu C y
Vo . 4 No 3 13 .
Jn2 0 u . 01
文 章 编号 :6 350 (00 0 -120 17 - 5 2 1 ) 3 5 -5 0 0
moe ue e h bt ih rr a t n a tv yt a ln n lc l .T ea s r t n s b l y o sen ste sr n e t  ̄U w d lc l x ii h g e e c i cii h n aa ie moe ue h d op i t i t fc ti ei to g s , o e s o t o a i y h b ai e n l i e i te wo .T e te r t a e ut h w t a h n i i o f c e c fc s i e i te h g e t o - y v l ,a d aa n s h nt h h o ei lrs l s o h t e i h bt n e in y o y t n s h ih s ,fl n n c s t i i e
硫酸介质中Gemini表面活性剂对A3钢的吸附缓蚀性能

硫酸介质中Gemini表面活性剂对A3钢的吸附缓蚀性能陈浩;胡悦;毛东琳;裘灵光
【期刊名称】《腐蚀科学与防护技术》
【年(卷),期】2009(21)1
【摘要】通过失重法和极化曲线法研究了阳离子季铵盐型Gemini表面活性剂Π-14-3及其添加卤离子的复配体系对A3钢在硫酸溶液中的缓蚀性能及其机理.结果表明,表面活性剂分子Π-14-3对A3钢在0.5 mol/L的硫酸中具有很好的缓蚀性能;在缓蚀剂浓度很低时,通过加入一定量的卤离子,可以得到较高的缓蚀性能,从而降低其应用成本;在硫酸介质中,Gemini表面活性剂在金属表面的吸附符合Langmuir 吸附机理.
【总页数】4页(P36-39)
【关键词】Gemini表面活性剂;协同效应;缓蚀;吸附机理;Langmuir吸附模型
【作者】陈浩;胡悦;毛东琳;裘灵光
【作者单位】安徽大学化学化工学院
【正文语种】中文
【中图分类】TG174.42
【相关文献】
1.几种表面活性剂对饱和的H2S/CO2介质中Crl3钢的吸附与缓蚀性能 [J], 李强;赵永峰;熊金平
2.Gemini表面活性剂与卤离子对钢在磷酸介质中缓蚀协同效应 [J], 姜霞;吴云;张
旺;裘灵光
3.十八烷基三甲基氯化铵在硫酸介质中对 A3钢的缓蚀性能研究 [J], 向云刚;崔益顺;谯康全
4.菠萝废料提取液取A3钢在硫酸介质中缓蚀性能的初步研究 [J], 赵时仁;徐桂端
5.盐酸介质中松香基季铵盐Gemini表面活性剂对碳钢的缓蚀性能 [J], 曾华辉;宋永卫;王颖;蒋福宾
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酰胺醚类酸洗缓蚀剂在 1M 盐酸中的缓蚀行为研究

酰胺醚类酸洗缓蚀剂在 1M 盐酸中的缓蚀行为研究马欣宇;姜晓辉;夏树伟;单明礼;李霞;于良民【摘要】Inhibition performance and mechanism of nicotinamide methyl ether (NAME) against Q235 mild steel were investigated as corrosion inhibitor in 1M HCl solution by using gravimetric method, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), and polarization curve and quantum chemical calculation. Results show that inhibition efficiency (IE) increases with the increase of NAME concentration, and the highest inhibition efficiency is 94.8%. The adsorption of NAME follows Langmuir adsorption isotherm. Polarization curve reveals that NAME is mix-type inhibitor. Single capacitive loop in the Nyquist plots reveals that corrosion is a charge transfer controlled process. Quantum chemical study shows that heterocycle, nitrogen and oxygen atoms are adsorption centers.%以烟酰胺基甲基醚(NAME)为一种新型酰胺醚类缓蚀剂,采用失重实验、电化学阻抗、极化曲线和量子化学计算等技术,研究了在 1M 盐酸溶液中对 Q235 碳钢的缓蚀作用和机理.实验结果表明,随着 NAME浓度的增加,缓蚀效率变大最高可达 94.8%,吸附行为符合 Langmuir 吸附等温式;极化曲线结果表明,NAME是一种阴极抑制为主的混合型缓蚀剂;单容抗弧表明腐蚀过程为电荷转移步骤控制;量子化学计算结果表明,吸附活性中心是杂环、N、O 原子上.【期刊名称】《当代化工》【年(卷),期】2016(045)002【总页数】4页(P221-224)【关键词】酰胺醚缓蚀剂;极化曲线;交流阻抗;量子化学计算【作者】马欣宇;姜晓辉;夏树伟;单明礼;李霞;于良民【作者单位】中国海洋大学, 山东青岛 266100;中国海洋大学, 山东青岛 266100;中国海洋大学, 山东青岛 266100;中国海洋大学, 山东青岛 266100;中国海洋大学, 山东青岛 266100;中国海洋大学, 山东青岛 266100【正文语种】中文【中图分类】TG174酸性气体和液体是强腐蚀介质,金属的酸腐蚀会导致国家财产损失甚至造成人员伤亡。
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将 76 mm×13 mm×1.5 mm 的 Q235 碳钢,经过
600#、1200#的砂纸磨光,然后除锈、除油、干燥后,精
确称重进行静态挂片试验。根据公式(1)、(2)计算
腐蚀速率和缓蚀率[12]。
υ
=
m1 - m2 S×t
η=
υ0 υ0
υ
×
100%
(1) (2)
其中:m1、m2 分别为不含和含缓蚀剂的钢片平均质
选 用 浓 度 为 50 mg/L 的 OPDO 不 同 温 度 下 于 10%盐酸溶液中静态挂片,测得腐蚀速率和缓蚀率 的变化情况如图 3。
由图 3 可得,随着温度的升高,盐酸对金属的腐 蚀速率增加,未加 OPDO 的盐酸空白腐蚀速率增加
70
60
h/ %
Transmittanc/ %
50
40 3060
峰的出现表示含有仲酰胺基,分别为仲酰胺的“酰胺 I、II 和 III”吸收带,这是仲酰胺一个比较明显的特
征。1130 cm-1处是仲胺的 C-N 吸收峰。1698 cm-1是 饱和脂肪酸的 C=O 基的伸缩振动特征峰,该峰在产 物谱图中消失,说明邻苯二甲酸和油酸均完全反应。
由以上数据和红外谱图得该产品为目标产物 OPDO。 3.2 腐蚀速率和缓蚀率
烃之间的距离更小,形成的保护层更加致密,因此
OPDO 具有较高的缓蚀率。
3.3 腐蚀动力学研究
为了进一步讨论 OPDO 在酸性介质中对 Q235
700
n, Blank
100
600
n, OPDO h
500
95
n/ ◊gm-◊2h-1
400
300
90
200 85
100
0
80
0
20
40
60
80
100
同时考察了缓蚀剂浓度、溶液温度、盐酸浓度对碳钢腐蚀的影响。
关键词:多酰胺 Gemini 型 缓蚀剂 Langmuir 吸附模型 盐酸
中图分类号:TG174.42
文献标识码:A
文章编号:1002-6495(2013)02-0143-05
Corrosion Inhibition of Multi-amide of Gemini Inhibitor
30
579 1+139+066 +
20
+ +
10
33+10
0
3012 09+2+02850
1 +310 7+21 +1+51+44+070 1380 1640
4000 3500 3000 2500 2000 1500 1000 500 Wave number/ cm-1
图 1 OPDO 的红外谱图
Fig.1 IR spectra of OPDO
25 ℃,OPDO 的浓度为 50 mg/L 下分别测定了 不同盐酸浓度溶液中,不添加/添加缓蚀剂 Q235 碳 钢的腐蚀速率和缓蚀率如图 2。
由图 2 可见,随着盐酸浓度升高,盐酸对钢片的 腐蚀速率明显加快,OPDO 对钢片的缓蚀率降低。 盐酸浓度的升高,增大了 H+与金属作用几率,增加 了金属的腐蚀速率和溶解速度,同时降低了 OPDO 的吸附,从而使缓蚀率降低。但在 15%的盐酸中 OPDO 仍保持着较高的缓蚀率。
截距求得表观活化能 Ea和反应指前因子 A 分别列于 表 1。由公式(3)可以看出活化能的增加和指前因
化 学 测 定 :稳 态 极 化 曲 线 ,扫 描 范 围 相 对 开 电 位
为-1000~+200 mV,扫描速度为 0.05 V/s,电极电位
均相对于饱和甘汞电极电位。
3 结果与讨论
3.1 OPDO 结构表征 将 OPDO 提纯干燥得深红色膏状物,利用涂膜
法做红外谱图如图 1。 1640 cm-1、1540 cm-1 和 1310 cm-1 三个强的吸收
hydrochloric acid solution
1 前言
Gemini 表面活性剂是一类新型的表面活性剂, 是通过联结基团( spacer) 将两个两亲体在头基处或 紧靠头基处连接(键合) 起来的化合物[1,2]。与传统的 表面活性剂相比,这种特殊化学结构的表面活性剂 的表面活性更高,水溶性良好,Kraft 点很低,应用温 度范围更广,杀菌活性更强 ,在 [3~5] 金属缓蚀领域的 应用也已少量有报道[6~11]。但是以多酰胺 Gemini 型 化合物作为缓蚀剂的系统研究还未见报道。
15 ℃下不同浓度的 OPDO 对 10%盐酸溶液中 对 Q235 碳钢的缓蚀率如图 4 所示。
由图 4 可见 OPDO 的缓蚀率随着浓度的增加而 增加,当浓度为 20 mg/L 时 OPDO 的缓蚀率即达到 95%以上。继续增加浓度缓蚀率增加不大,缓蚀率 最高可达 99%。产生这种现象的可能原因是:OPDO 的吸附量随其浓度的增加而增加,达到吸附饱和 时继续增加 OPDO 浓度吸附量基本保持不变,缓蚀 率也就不再发生明显变化。又因 OPDO 具有多个吸 附基团和一个大π键,很容易吸附在金属表面形成致 密的保护层。双子结构中的联结基团使两个长链烷
定稿日期:2012-05-18 基金项目:国家科技重大专项(2011ZX05026-004-04)资助 作者简介:徐吉展,男,1986 年生,硕士,研究方向为精细化工、缓蚀
剂、天然气减阻剂等新材料开发 通讯作者:叶天旭,E-mail:xinzi1997@
本文利用有机二元酸为联接基团,以油酸酰胺 为主体,合成了多酰胺 Gemini 型化合物。并对该化 合物的缓蚀率进行了考察,50 mg/L 时在 10%的盐 酸(15 ℃)中即达到 99%的缓蚀率。同时求得了相 关 动 力 学 及 热 力 学 参 数 ,探 讨 了 吸 附 模 型 和 缓 蚀 机理。
第 25 卷 第 2 期 2013 年 3 月
腐蚀科学与防护技术
CORROSION SCIENCE AND PROTECTION TECHNOLOGY
Vol. 25 No. 2 Mar. 2013
多酰胺 Gemini 型缓蚀剂缓蚀性能研究
徐吉展 李 孟 薛 晗 李容军 叶天旭
中国石油大学(华东)化学工程学院 青岛 266580
XU Jizhan, LI Meng, XUE Han, LI Rongjun ,YE Tianxu
College of Chemical Engineering,China University of Petroleum, Qingdao 266580, China
Abstract: A new Multi-amide of Gemini inhibitor (OPDO) was synthesized and its inhibition effect on Q235 carbon steel corrosion in hydrochloric acid solution was evaluated by weight-loss method and electrochemical polarization measurements. The results showed that OPDO is effective in reducing corrosion of carbon steel in hydrochloric acid solution, which belongs mixed-type inhibitors and its maximum inhibition efficiency can reach to 99%. The adsorption of OPDO on the carbon steel surface obeys Langmuir's adsorption isotherm. The thermodynamic parameters of adsorption revealed a strong interaction between the inhibitor and the surface of the corroding carbon steel. The influence of the inhibitor concentration, the solution temperature, and the acid concentration on the corrosion of carbon steel have also been investigated. Key words: multi-amide of Gemini, corrosion inhibitors, Langmuir adsorption isotherm,
t/ oC
图 3 10%盐酸溶液中腐蚀速率与缓蚀率 Fig.3 Corrosion rate/ inhibition efficiency versus tempera-
ture in 10% HCl solution
100
95
90
h / %
85
80
75
0
40
80
120
160
c/ mg◊L-1
图 4 10%盐酸g.4 Inhibition efficiency versus concentration of OPDO
in 10% HCl(15 ℃)
h / %
ln n(/ ◊gm-◊2h-1)
碳钢的缓蚀作用,对反应的腐蚀动力学进行研究,利
用 Arrhenius 方程[13,14]计算得到腐蚀反应活化能 Ea和 指数前因子 A 等动力学参数,以研究缓蚀剂的吸附
144
腐蚀科学与防护技术
25 卷
砂纸(600#、1200#)等。 试剂:邻苯二甲酸(AR)、二乙烯三胺(AR)、油
酸(AR)、酒精(AR)、盐酸(AR)、氢氧化钠(AR)、甘 油(AR)等。
在氮气作保护下,将邻苯二甲酸和二乙烯三胺 按物质的量比 1∶2,快速搅拌下 200 ℃反应数小时, 分出反应生成水得到中间体如式(I)。然后低温下 加入油酸升温到 200 ℃反应数小时分出反应产生 水,即得产品 OPDO 如式(II)。