缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向

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硫脲的缓蚀研究进展情况分析汇报

硫脲的缓蚀研究进展情况分析汇报

硫脲的缓蚀研究进展情况分析摘要硫脲作为防腐蚀领域的核心缓蚀剂,因具备独特的化学属性与广泛的实用性,而成为研究热点。

其缓蚀机制关键在于与金属表面的紧密交互,通过吸附作用形成持久保护膜并与金属离子发生络合,显著降低了金属的腐蚀速度。

近期,研究学者运用电化学测试、失重分析等多种先进方法,全面评估了硫脲的缓蚀效果,并探究了其在多种复杂环境下的应用效能。

硫脲缓蚀剂因其在石油化学工业、海洋工程等领域,尤其是在极端恶劣环境下的出色防腐性能而被广泛应用。

尽管成就显著,硫脲缓蚀剂的研发仍面临若干挑战,包括其作用机制的不明晰、环境适应性有待增强及长期稳定性需要进一步验证。

未来的研究方向应当侧重于深化硫脲缓蚀机制的理解,精细化调整其在各类环境中的应用策略,同时强化对其长期使用稳定性和安全性方面的探究。

这一系列努力旨在全面提升硫脲缓蚀剂的防腐能力,为防腐蚀科学的进步贡献力量。

关键词:硫脲;缓蚀剂;防腐蚀;机理探讨;应用实例;挑战与展望第一章引言1.1 研究背景及意义硫脲作为一种关键性的防腐缓蚀剂,在抵抗腐蚀的领域内拥有悠久且广泛的应用史。

金属材料,凭借其高导热性、优异的韧性和耐磨损性等工艺优势,在当代经济发展的洪流中扮演着不可或缺的角色。

然而,这些材料在面对腐蚀性环境时显得尤为脆弱,易受侵袭,这不仅会削弱其性能与使用寿命,还可能对生产安全构成严重隐患。

鉴于此,研发如硫脲这般高效的缓蚀剂,用以护航金属材料,增强其抵御腐蚀的能力,显得尤为关键与迫切。

随着现代工业的发展,腐蚀问题日益凸显,特别是在一些极端环境下,如高温、高压、高湿度等,金属材料的腐蚀速度会显著加快。

硫脲及其衍生物作为一类重要的缓蚀剂,能够通过在金属表面形成保护层,有效减缓金属的腐蚀速度。

这种保护层能够阻隔腐蚀介质与金属表面的直接接触,从而降低腐蚀反应的发生概率。

国内外学者对硫脲及其衍生物的缓蚀行为进行了深入研究。

这些研究涉及缓蚀剂的作用机理、影响因素以及实际应用效果等多个方面。

关于天然气集输系统新型缓蚀剂的应用研究

关于天然气集输系统新型缓蚀剂的应用研究

关于天然气集输系统新型缓蚀剂的应用研究1. 引言1.1 背景介绍随着科技的不断发展,传统的缓蚀剂已经不能满足天然气集输系统对防腐的新需求,研究新型缓蚀剂具有重要的意义。

新型缓蚀剂具有更高的缓蚀效果和更低的环境污染性,可以更好地保护天然气集输系统的设备和管道,延长其使用寿命,提高系统的安全性和可靠性。

对天然气集输系统新型缓蚀剂的应用研究具有重要的现实意义和经济价值。

1.2 研究目的1. 分析天然气集输系统缓蚀剂的作用机制,深入了解不同类型的缓蚀剂在防腐蚀过程中的作用方式,为选择合适的缓蚀剂提供理论依据。

2. 探讨缓蚀剂的分类及特点,对比不同种类缓蚀剂的性能特点和适用范围,为缓蚀剂的选择和应用提供参考依据。

3. 研究缓蚀剂在天然气集输系统中的应用案例,总结实际应用中的效果和经验,为今后的工程实践提供借鉴。

4. 探讨缓蚀剂的性能评价方法,建立科学的评价体系,为缓蚀剂的研究和应用提供指导。

通过以上研究目的,本文旨在促进天然气集输系统缓蚀剂技术的发展,提高系统的安全性和稳定性,为相关领域的研究和实践提供有益的参考和借鉴。

2. 正文2.1 天然气集输系统缓蚀剂的作用机制天然气集输系统缓蚀剂的作用机制是指缓蚀剂在管道内表面形成一层保护膜,以阻止金属表面与介质的直接接触,从而减少金属的腐蚀。

其具体作用机制主要包括以下几点:1. 通过吸附:缓蚀剂在金属表面形成一层吸附层,阻止介质中的腐蚀物质直接接触金属表面,降低腐蚀速率。

2. 形成保护膜:缓蚀剂能够与金属表面化合生成一层保护膜,有效隔离金属和腐蚀介质的接触,延缓金属腐蚀过程。

3. 电化学阻抗:缓蚀剂可以改变金属表面的电化学性质,提高金属的阻抗,减少电化学反应,降低腐蚀速率。

4. 阻止氧化还原反应:缓蚀剂能够抑制金属的氧化还原反应,降低金属的腐蚀程度。

5. 降低表面能:缓蚀剂能够降低金属表面的能量,使其不容易发生化学反应,起到缓蚀的效果。

天然气集输系统缓蚀剂的作用机制主要是通过吸附、形成保护膜、改变电化学性质、抑制氧化还原反应和降低表面能等多种方式来实现对金属腐蚀的缓解和保护作用。

环保新型缓蚀剂发展状况与展望

环保新型缓蚀剂发展状况与展望

2 环保新型缓蚀剂的进展
近几年来新型缓蚀剂的研发多为天然提取物或基于已有类型的 复配尧合成与改性袁以下对环保新型缓蚀剂按研发来源进行分类袁并着 重介绍国内近几年来的一些研究成果遥 2.1 天然植物提取物
李向红等于 2012 年对滑竹竹叶提取物渊YPLE冤进行实验[2]袁运用 失重法测得 YPLE 在 1.0 mol/L HCl 溶液中浓度为 1.0g/L 时对铝的缓 蚀率达 88.7%袁其吸附特性为混合吸附袁其动电位极化曲线尧电化学阻 抗谱分析显示 YPLE 在 1.0g/L 时缓蚀率分别为 91.2%和 90.9%袁 与失 重法检测结果一致遥 张万友等于 2013 年研究了米糠浸提液的铜缓蚀 性能[3]袁该实验采取了微波-超声波协同处理工艺从米糠中提取植酸袁 其植酸提取率为 6.75 个百分点袁 重量法实验测得其 5mg/L 时高达 94.16%的缓蚀率袁 金相显微观察及电化学分析支持实验结果遥 2014
具有开发价值的有机原料包括醛类尧胺类尧羧酸类尧杂环化合物等[5]袁 如肉桂醛尧核苷酸类渊如嘌呤类尧嘧啶类等冤尧咪唑啉及其衍生物和各类 氨基酸遥 2013 年李学坤等研究合成了两种咪唑啉季铵盐[6]袁属于阳极 型缓蚀剂袁主要通过提高铁的极化阻力来降低腐蚀速度遥 缓蚀率可达 85.6%袁高于二甲苯脱水剂工艺袁且有无毒尧合成反应温度低尧工艺简单 的优点遥 2013 年张凤华等研究合成的新型曼尼希碱缓蚀剂[7]在 匀悦IH2S-H2O 的腐蚀环境下尧 用量为 0.9%时可以以 93%以上的缓蚀率抑 制碳钢腐蚀遥 2014 年古户波等研究合成的新型尧绿色尧无毒的鸟嘌呤氨基酸缓蚀剂[8]袁其缓蚀机理为分子中-NH2 基 N 原子与水中氢离子作 用形成渊-NH3冤鎓离子袁其反应为院
随着交叉学科理论的渗透和工业应用的拓展袁缓蚀剂发展前景体 现在研究理论与实际应用探索两个方面遥 理论上袁更完备具体的环保 性能评估办法亟待提出曰神经网络尧密度泛函理论等渊下转第 272 页冤

缓蚀剂及其发展现状

缓蚀剂及其发展现状

缓蚀剂及其发展现状在很久以前,人们就发现往腐蚀介质中添加少到不至于改变介质性质的某化学物质能够明显抑制腐蚀的发生。

这就是缓蚀剂(英文:Corrosioninhibitor)。

按照其应用的环境,缓蚀剂可分为酸性介质缓蚀剂、中性介质缓蚀剂。

本论文主要研究中性盐水介质中的缓蚀剂,故仅对中性介质用缓蚀剂的发展作以回顾和展望。

中性介质中使用的缓蚀剂又分为无机缓蚀剂、有机缓蚀剂、聚合物缓蚀剂等。

1.3.1无机缓蚀剂较早应用的无机缓蚀剂有铬酸盐、重铬酸盐、硅酸盐、亚硝酸盐、钼酸盐、锌盐、磷酸盐。

这些无机缓蚀剂在应用中被证明是有效的,而今有的仍被广泛的应用,后来又发展应用了聚磷酸盐。

但是,无机缓蚀剂的应用有很多缺点。

例如,无机缓蚀剂的用量一般较大,这就增加了应用的成本。

并且,多数无机缓蚀剂对环境是不友好的,其应用从而受到制约。

目前,无机缓蚀剂的使用多数是与有机缓蚀剂复配。

这样,不但大大减少了其用量,而且由于两者之间的协同效应也提高了其缓蚀效果。

1.3.2有机缓蚀剂有机缓蚀剂是含N 、P 、S 等杂原子的有机化合物。

根据所含杂原子的不同有机缓蚀剂又可分为以下几类。

(1)含氮类有机缓蚀剂这类缓蚀剂应用最早,最广。

盐水体系中常用的是有机胺类吸附型缓蚀剂,该类缓蚀剂是通过氮原子吸附到钢铁表面而疏水基团伸展于水相形成一种致密的物理膜,阻挡介质与钢铁表面的接触,从而降低腐蚀速度。

正是由于起作用的是物理膜,其应用有很大的局限性。

如高温会发生物理膜脱附而失去缓蚀效果,它也阻挡不了氯离子的穿透。

这类缓蚀剂的代表是季铵盐、胺类、酰胺类。

包括直链及环状化合物。

(2)含硫类缓蚀剂作为盐水体系用的含硫类缓蚀剂的发展是近十几年的事情。

这类缓蚀剂的代表是硫氰酸盐及硫脲类化合物。

据资料介绍,该类缓蚀剂主要应用在高温环境中,而在低温(低于120"C)盐水中,其缓蚀效果不超过50%。

该类缓蚀剂的作用机理尚不清楚。

一般认为,硫原子在一定的温度下与金属发生化学反应(是腐蚀过程)。

钢铁及铁质文物有机缓蚀剂的研究进展

钢铁及铁质文物有机缓蚀剂的研究进展

基金项目:科技部科技支撑计划项目课题(铁质文物综合保护技术研究,课题编号2006BA K20B03)作者简介:李园(19842),女,硕士生,北京科技大学在读,muhua84@1631com 收稿日期:2008205208综述与进展钢铁及铁质文物有机缓蚀剂的研究进展李 园1,2,张治国,沈大娲,马清林(11北京科技大学,北京 100083;21中国文物研究所,北京 100029) 摘 要:概述了钢铁有机缓蚀剂的特点、作用机理及研究现状。

按照胺类缓蚀剂、硫脲及其衍生物、咪唑啉类缓蚀剂、苯并三氮唑缓蚀剂和醛类缓蚀剂5个种类,着重介绍了有机缓蚀剂的研究进展,并展望其在铁质文物保护中的发展趋势。

关键词:有机缓蚀剂;钢铁;铁质文物中图分类号:TG 174142 文献标识码:A 文章编号:167129905(2008)1020017203 缓蚀剂是一种以适当浓度和形式存在于环境(介质)中,从而防止或减缓腐蚀的化学物质或几种。

将缓蚀剂用于金属表面可以起到防护作用,保持金属材料的物理机械性能不变。

使用时可直接加入腐蚀系统中,具有操作简单、见效快和可以保护整个系统的优点。

与其它防腐蚀方法相比,缓蚀剂有以下特点[1]:(1)基本上不改变腐蚀环境,即可获得良好的效果;(2)基本上不增加设备投资,即可达到防腐蚀的目的;(3)缓蚀剂的效果不受被保护对象形状的影响;(4)对于腐蚀环境的变化,可以通过改变缓蚀剂的种类或浓度来保持防腐蚀效果;(5)同一配方有时可以同时防止多种金属在不同环境中的腐蚀。

1 有机缓蚀剂的特点及作用机理通常可根据缓蚀剂的化学组成将其分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂。

目前应用的有机缓蚀剂主要是含有未配对电子元素的有机物,如O 、N 、S 、P 的化合物和各种含有极性基团的化学物质,特别是含有氨基、醛基、羧基、羟基、巯基的各种化合物。

有机缓蚀剂多为吸附膜型缓蚀剂,也有混合抑制沉淀膜型缓蚀剂。

吸附作用可分为物理吸附和化学吸附。

聚合物缓蚀剂的研究现状与展望

聚合物缓蚀剂的研究现状与展望

聚合物缓蚀剂的研究现状与展望李小敏;刘亚男;刘晶姝;付朝阳【摘要】Generally polymer inhibitor molecule has multi-adsorptive group and is easy to form monolayer or multilayer protective film on metal surface, so that it has some advantages of low dose and high corrosion inhibition efficiency, long time of firm adsorption and low environmental pollution to become one of the important direction of corrosion inhibitor. Some polymer corrosion inhibitors, such as P-containing, N-containing and vinyl polymers were reviewed as well as the corrosion inhibition mechanism, emphasized on the application of quantum chemistry method. Finally the development of polymer corrosion inhibitor was prospected.% 聚合物缓蚀剂易在金属底物表面形成单层或多层致密的保护膜,具有缓蚀效率高、缓蚀作用持久、不污染环境等优点,是缓蚀剂的重要发展方向之一。

本文综述了有机膦酸聚合物、含氮聚合物、乙烯基聚合物以及其他聚合物缓蚀剂的研究进展以及缓蚀机理的研究方法,着重介绍了量子化学方法的应用,最后结合聚合物的研究现状做出了展望。

涂料缓蚀剂的研究现状与发展

涂料缓蚀剂的研究现状与发展

腐的目的,具有良好的效果和较高的经济效益[5]。
在应用环境、添加量和作用时间方面有很多区别,
1.2 缓蚀剂的分类
如表2所示。
在近半个世纪以来,缓蚀剂的品种和质量得到
如果将涂料缓蚀剂从缓蚀剂范畴中独立出来,
很大的丰富和提高,现在市场的缓蚀剂种类繁多, 涂料缓蚀剂是一种能够明显提高涂层防腐能力的化
作用机理复杂多样,为了便于研究和应用,可以从 合物,可以与涂料分子结合成为涂料中的一部分,
多个角度对缓蚀剂进行分类。
或者与涂料分子协同作用,能够在金属表面作用成
从缓蚀剂成分物化性质角度可以分为有机缓蚀 剂和无机缓蚀剂两大类[6-8]。缓蚀剂的电化学抑制腐
膜,明显阻隔腐蚀性介质向金属表面渗透。优良的 涂料缓蚀剂应具备如下条件[9]:
蚀机理以金属腐蚀过程中发生在表面的电化学过程
(1)药剂使用量小,一般质量分数为 1%~2%
(CNOOC Changzhou Paint and Coatings Industry Research Institute Co., Ltd. Changzhou 213016, China) Abstract: It has been a long time since corrosion inhibitors were added to coatings to improve their
一种能够明显提高涂层防腐能力的化合物,可以与涂料分子结合成为涂料中的一部分,或者与涂
料分子协同作用,能够在金属表面作用成膜,明显阻隔腐蚀性介质向金属表面渗透。综述了国内
外关于涂料缓蚀剂的研究进展情况,探讨了其发展方向。
关键词:涂料 缓蚀剂 防腐 金属保护
中图分类号:TE985
文献标识码:A

缓蚀剂防腐及其在石油机械中的应用

缓蚀剂防腐及其在石油机械中的应用

缓蚀剂防腐及其在石油机械中的应用石油机械作为石油行业中的重要设备,承担着极其重要的工作任务。

在油井、炼油厂和天然气处理厂等各个环节中,石油机械的正常运行对于保证石油生产和石油品质质量至关重要。

然而,由于长期处于恶劣的工作环境中,石油机械容易受到腐蚀的影响。

为了解决这一问题,缓蚀剂作为一种有效的防腐工具被广泛应用于石油机械中。

1. 缓蚀剂的概念和分类缓蚀剂,又称为腐蚀抑制剂,是一种能够通过与金属表面相互作用而抑制金属腐蚀的物质。

根据其化学成分和作用机制,缓蚀剂可分为无机缓蚀剂和有机缓蚀剂两大类。

1.1 无机缓蚀剂无机缓蚀剂主要包括氮化物、碳酸盐、磷酸盐等。

这些化合物在水溶液中会形成一层保护膜,起到隔绝金属和腐蚀介质的作用,从而达到缓蚀的效果。

1.2 有机缓蚀剂有机缓蚀剂是指由含有碳元素的分子组成的缓蚀剂。

它们能够通过吸附在金属表面,阻止金属与腐蚀介质接触,减少腐蚀反应的发生。

常见的有机缓蚀剂有胺类、硝酸酯类等。

2. 缓蚀剂在石油机械中的作用机制缓蚀剂在石油机械中的主要作用是通过与金属表面的相互作用来阻止金属腐蚀的发生。

具体来说,缓蚀剂有以下几种作用机制:2.1 形成保护膜无机缓蚀剂可以在金属表面形成一层保护膜,阻止腐蚀介质与金属表面的直接接触。

而有机缓蚀剂则通过吸附在金属表面形成分子保护膜,起到类似的作用。

2.2 改变电化学环境缓蚀剂可以改变金属与腐蚀介质之间的电化学环境,使得金属处于不易被氧化的状态,从而减少腐蚀反应的发生。

2.3 抑制腐蚀介质的活性缓蚀剂可以中和腐蚀介质中的活性物质,降低其对金属的腐蚀作用,从而达到防腐的效果。

3. 缓蚀剂在石油机械中的应用由于石油机械工作环境的特殊性,对防腐要求尤为严格。

缓蚀剂作为一种高效可靠的防腐工具,被广泛应用于石油机械中。

3.1 钻机和油井设备钻机和油井设备是石油生产中关键的设备之一。

由于一直处于海洋、湖泊等潮湿环境中,钻机和油井设备容易受到海水等腐蚀性介质的侵蚀。

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缓蚀剂的作用原理、研究现状及发展方向1 缓蚀剂概述在美国材料与实验协会《关于腐蚀和腐蚀试验术语的标准定义》中,缓蚀剂是“一种以适当的浓度和形式存在于环境(介质)中时,可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物” 。

缓浊剂是具有抑制金属锈蚀性质的一类无机物质和有机物质的总称。

某些有机物质,被有效地吸附在金属的表面上,从而明显地影响表面的电化学行为。

其作用机理有抑制表面的阳极反应和抑制阴极反应两种,结果都是使腐蚀电流降低。

缓蚀剂的作用不仅如此,它作为金属的溶解抑制剂还有许多实用价值。

如用在化学研磨、电解研磨、电镀和电解冶炼中的阳极解、刻蚀等。

总之,在同时发生金属溶解的工业方面,或县为了抑制过度溶解或是为了防止局部浸蚀使之均匀溶解。

缓蚀剂都起着重要的作用。

另外,电镀中的整平剂,从其本来的定义备不属于缓蚀剂的畴;但是,其作用机理(吸附)和缓蚀剂的机理类似。

具有整平作用的物质,同时有效地作为该金属的缓蚀剂的情况也是常的。

下图给出了有无缓蚀剂的不同效果:图 1 缓蚀剂的效果2 不同类型的缓蚀剂及其作用原理2.1 阳极型缓蚀剂及其作用原理阳极型缓蚀剂也称阳极抑制型缓蚀剂,主要是抑制阳极过程而使腐蚀速度减缓。

如中性介质中的亚硝酸盐、铬酸盐、磷酸盐、硅酸盐、苯甲酸钠等,它们能增加阳极极化,从而使腐蚀电位正移。

通常是缓蚀剂的阴离子移向金属阳极使金属钝化。

该类缓蚀剂属于“危险型”缓蚀剂,用量不足会加快腐蚀。

作用过程:(a)具有强氧化作用的缓蚀剂,使金属钝化(亚硝酸钠,高铬酸等);(b)具有阴极去极化性的钝化剂,在阴极被还原,加大阴极电流,使体系的氧化还原电位向正方移动,超过钝化电位,而使腐蚀电流达到很低的值。

(亚硝酸盐、硝酸盐与高价金属盐属于此类;铬酸盐、磷酸盐、钼酸盐、钨酸盐等在酸性溶液中也属于此类。

)图2 阳极型缓蚀剂作用原理2.2 阴极型缓蚀剂及其作用原理阴极型缓蚀剂也称阴极型抑制,其主要包括:酸式碳酸钙、聚磷酸盐、硫酸锌、砷离子、锑离子等,能使阴极过程减慢,增大酸性溶液中氢析出的过电位,使腐蚀电位向负移动。

此类缓蚀剂是“安全型缓蚀剂” 。

作用过程:(a)成膜型阴极缓蚀剂,腐蚀过程在研究生成的 OH-与缓蚀剂反应生成的不溶性物质使金属表面形成膜层,阻碍阴极反应。

(硫酸锌,碳酸氢钙及镁,锰等钢铁缓蚀剂);(b)增加氢离子放电过电位的缓蚀剂,在酸性溶液中砷离子、锑离子等在金属表面析出时,提高了氢离子放电的过电位而抑制氢离子的还原反应。

图3 阴极型缓蚀剂作用原理2.3 有机缓蚀剂的作用原理2.3.1 吸附性缓蚀剂的作用原理缓蚀剂的吸附可以分为两类:起因于静电引力和德瓦尔斯力的物理吸附和基于金属与极性基的电子共有的化学吸附。

2.3.1.1 物理吸附作用有机胺类在酸性溶液中对铁有很好的缓蚀效果,这是由于胺中氮带有正电荷,因而被静电吸引到阴极部分并覆盖于其上,以致抑制氢离子放电。

胺类物质中,有的 N 原子具有非共价电子对(在酸性溶液中结合的电子对),在酸性溶液中,它和负离子配位,成为 R3N:H+- R3N:H+形式的含正电荷的离子,受到静电作用吸引到局部阴极上,从而覆盖的这一部分图 4 物理吸附原理2.3.1.2 化学吸附作用有机缓蚀剂分子部分含有氧、氮、硫和磷等具有非共价电子对的元素,它们之所以表现缓烛作用是因为这些电子供给体和金属配位结合,形成牢固的化学吸附层。

总之,缓蚀剂分子成为电子供给体,金属成为电子接受体,缓蚀剂和金属的表面电子之间构成配位共价键。

图 5 化学吸附原理2.4 发生化学反应的缓蚀剂在酸性溶液中有和质子反应后物理吸附的缓蚀剂,而这里援引的是更为复杂的反应。

例如,作为还原反应如果 E corr 很低,缓蚀剂就被还原在金属表面上,三苯烷基磷离子 (C6H5)3P+R在阴极上物理吸附并被还原。

成为: (C6H5) 3P+R + 2e + H→ (C 6H5) 3P+RH反应生成 (C6H5) 3P作为缓蚀剂起作用。

其次,如果与阳极反应溶解的阳离子生成不溶性的物质,就可能在金属表面上形成防蚀性沉淀膜,例如,在中性氧性腐蚀介质中,由于金属表面被氢氧化物或氧化物覆盖,故直接吸附于金属表面而形成保护膜,不如和溶液中的金属离子反应在表面上形成保护膜来得容易。

氨基三钾叉磷酸钠N(CH2PO3Na2) 3和羟基乙叉二磷酸钠CH2CH(OH)(PO3Na2) 2 有与聚磷酸盐相似的防蚀作用,它们 Zn2+与共存时防蚀效果更为显著。

2.5 气相缓蚀剂的作用机理2.5.1 钢铁缓蚀剂气相缓饺剂虽然有若干例外,但大多数是由胺的有机酸盐或无机酸盐所组成的。

因此,溶解于水时它的一部分离解为季胺离子和相应的阳离子,季胺离子的作用可以认为和胺基水解生成的季胺离子的作用相同。

2.5.2 铜和铜合金的缓蚀剂关于苯骈三氮唑 (BTA)抑制腐蚀的机理,一般的观点是认为形成不溶性的表面保护膜。

图 6 苯骈三氮唑中经过处理的铜表面上形成的保护膜3 部分种类缓蚀剂的研究现状3.1 环境友好型缓蚀剂随着人类环境保护意识的增强和可持续发展思想的深入,对缓蚀剂的开发和应用也提出了新的要求,围绕性能和经济目标研究开发对环境不构成破坏作用即环境友好型缓蚀剂,成为未来缓蚀剂的发展的方向。

醛类化合物中较常见的环境友好缓蚀剂有肉桂醛、糠醛和香草醛等。

肉桂醛具有高效、低毒等优点,已引起许多研究者的关注,是近年来发展的高效低毒有机缓蚀剂。

糠醛是一种混合控制性植物缓蚀剂,最初从米糠与稀酸共热制得,其他农副产品如麦秆、玉米芯等都用来制取糠醛。

单独使用时环视效果并不理想,但与六次甲基四胺复配后,环视性能大为改善。

香草醛是香草属香料中的关键部分,分子中含有芳环、羰基、甲氧基和羟基等多个吸附中心,对HCl中金属 Al的腐蚀具有明显的阻抑作用。

周欣、何晓英等用电位扫描法研究了在盐酸腐蚀介质中,单组分肉桂醛缓蚀剂以及它与苯扎溴铵的协同效应对 X60碳钢缓蚀作用的影响,并探讨了协同缓蚀机理。

结果表明,肉桂醛对 X60碳钢在酸性腐蚀介质中有一定的缓蚀作用,经过与苯扎溴铵进行复配,缓蚀率有较大的提高,苯扎溴铵对肉桂醛有缓蚀协同效应,加速了肉桂醛在X60碳钢电极表面的吸附,提高了缓蚀率。

建凤等用电化学方法测定糠醛在盐酸溶液中对 20#碳钢的缓蚀作用,糠醛作为缓蚀剂,具有明显的缓蚀性能,但单独使用时效果不显著,与六次甲基四胺复配之后,在5%HC溶l 液中,室温至30℃围缓蚀效果显著提高。

从糠醛缓蚀性能极化曲线可看出,糠醛在增大了阴极极化的同时,也增大了阳极极化,对阴极过程和阳极过程均有抑制作用,说明了糠醛属于一种混合控制型植物缓蚀剂。

3.2 铜缓蚀剂无机盐类缓蚀剂主要用于铜在中性溶液中的缓蚀。

从20世纪20年代起 , 砷的化合物作为铜系金属缓蚀剂开始使用。

后来应用的有亚硫酸钠、硫化钠、铬酸钠等。

为了保护铜不受海水和冷却水的腐蚀 , 也使用过硅酸盐、铬酸盐、六偏磷酸钠、偏磷酸钠和硝酸钠等作为缓蚀剂。

随着工业应用和研究的不断深入 , 相继出现磷酸盐系列、铁盐系列和无机复配系列缓蚀剂。

20 世纪80年代以来 , 无机类缓蚀剂的研究主要侧重于生态环境无污染的无机化合物。

其中 , 钼酸盐、钨酸盐及它们的复配是目前应用较好的环保型缓蚀剂。

有机缓蚀剂大多是含有 N、O、S、P等极性基团或不饱和键的有机化合物 , 极性基团和不饱和键中的 ?键可进入 Cu的空轨道形成配位键 ; 而非极性基团则亲油疏水, 这些有机物在铜基材表面定向吸附。

特别是发生 / 二次化学作用后 , 形成保护性的吸附膜 , 从而阻止水分和腐蚀性物质接近铜合金表面 , 起到缓蚀作用。

有机缓蚀剂种类较多 , 按照使用方式和化合物结构可分为唑类缓蚀剂、聚合物膜型缓蚀剂和自组装膜型缓蚀剂三类。

3.3 油田缓蚀剂的研究由于油田腐蚀的类型众多,原因复杂,因此必须研究适合多种环境的高效缓蚀剂。

谦定等合成了一种新型曼尼希碱,将该曼尼希碱与丙炔醇及有机增效剂复配后得到国未见报道的高效油气井酸化缓蚀剂。

伍嘉等研制出一种溶解分散性良好、用量少、缓蚀效率高的酸化缓蚀剂,达到 SY/T5405— 1996标准中的一级标准。

煜发明了一种油田缓蚀剂,该缓蚀剂是由咪唑啉季铵化改性产物和有机膦酸盐类共聚物按照一定比例复配而成,由于其特殊的分子结构,所以既能防止 H2S和SRB造成的腐蚀,又能防止CO 和不均匀结垢造成的腐蚀,缓蚀性能优良,成本低。

Y.K.Agrawal 等研制出一种含 N的双水醛缓蚀剂,该缓蚀剂在硫酸溶液中对锌起阴极抑制作用,由于一 CH 和一OH基团的作用,在最优条件下使用时,缓蚀效率可达 99%以上。

F.Bentiss 等研制了 3种4一氢一 1,2 ,3一三唑衍生物,发现其在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能良好,缓蚀效率可高达 99.6%。

随着油井的加深,井下温度升高,高温井下腐蚀开始引起人们的注意,研制高性能的耐高温缓蚀剂便提上了日程。

利用高科技测试方法,不断有新型缓蚀剂问世,β- 二乙胺基现酰苯即为一种新型高温酸化缓蚀剂。

丽萍提出以曼尼希碱作主剂与醛胺缩合物按一定比例复配,可得到一种红棕色透明液体,在120℃,16MPa,pH值5~7时,腐蚀速度≤15g×(h ×m2 ) -1,在90℃时,腐蚀速度≤3g×(h ×m2) -1,被认为是一种优良的缓蚀剂。

高建村等以曼尼希反应为主的多步反应合成出同系列缓蚀剂母液,配制成 5种系列新型油气田耐高温酸化缓蚀剂,性能都能够满足高温、浓酸条件下,对 N80钢管的酸化缓蚀要求。

3.4 稀土金属缓蚀剂的研究稀土缓蚀剂的研究始于 1984 年对铝合金的防腐而进行的,澳大利亚航空研究实验室材料学部( ARL)的Hinton 等最早做了这方面的研究工作,用失重法将 A7075 铝合金在浓度为 0.1mol/L的NaCl 溶液中浸泡 21d后,发现低浓度的稀土金属盐的存在,可以使铝合金的腐蚀速率大幅度降低。

并且观察到铝合金表面形成了黄色的膜,这种膜的耐蚀性能比铝合金表面自然形成的氧化膜要更耐腐蚀,分析表明膜主要是由铈的氧化物和氢氧化物组成,铈的价态包括+ 3价和+ 4价。

20世纪 80年代中期,Hinton 等采用开路电位下的浸泡和阴极极化等方法在铝合金表面形成稀土金属膜,发现膜层中主要含有稀土金属氧化物、氢氧化物和氧化铝,然后比较了 Ce3+、La3+、Nd3+、 Pr3+、Y3+等稀土金属离子对铝合金的缓蚀作用,发现 Ce3+的缓蚀效果最好。

2001年Aballe 等研究了氯化镧和氯化铈的混合物在质量分数为 3.5%的氯化钠溶液中对 AA5083铝镁合金的缓蚀作用,发现在氯化镧和氯化铈的质量比为 1∶1时(总质量浓度为 500 mg/L)的缓蚀效率最高。

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