HC1中咪唑与2-苯基-2-咪唑啉对金属的缓蚀性能及机理研究

发布时间：2017-10-13 08:18

  本文关键词：HC1中咪唑与2-苯基-2-咪唑啉对金属的缓蚀性能及机理研究

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【摘要】：咪唑及其衍生物类缓蚀剂因具有绿色环保、价格低廉等特点,在金属腐蚀与防护领域有着广泛的应用。但它们的缓蚀效率一般不高,利用不同缓蚀剂间的协同缓蚀作用是提高缓蚀效率常见的方法之一。此外,2-苯基-2-咪唑啉的合成工艺简单、成本较低,然而其作为金属缓蚀剂的研究报道较少。因此,本论文以咪唑(IM)与2-苯基-2-咪唑啉(2-PI)为缓蚀剂,采用失重法、极化曲线法及交流阻抗法,分别研究它们在1.0 mol·L-1HCl溶液中对5052铝合金(AA5052)、Q235碳钢及304不锈钢的缓蚀性能及机理;并分析这两种缓蚀剂对这三种金属的协同缓蚀作用。主要的研究内容及结论如下:1.0 mol·L-1的HCl溶液中,IM及2-PI对AA5052、Q235碳钢及304不锈钢均具有缓蚀性能,且2-PI的缓蚀性能优于IM,单一缓蚀剂2-PI对这三种金属的最大缓蚀效率可分别达到:88.0%、85.5%及89.7%。IM及2-PI对AA5052、Q235碳钢及304不锈钢均具有协同缓蚀作用,在测试的浓度范围内,保证两种缓蚀剂的总浓度与单一缓蚀剂相同(或相近)的情况下,IM及2-PI对这三种金属的协同缓蚀效率与单一缓蚀剂IM相比,分别提高12.7%-16.4%、16.0%-18.2%及15.3%-29.0%;与单一缓蚀剂2-PI相比,分别提高2.1%-7.5%、7.3%-10.6%及4.5%-6.1%。同时,SEM观察显示,在两种缓蚀剂复配使用下的试样表面更加平整光滑,证实了协同作用的存在。通过对IM及2-PI在AA5052、Q235碳钢及304不锈钢表面吸附反应的标准吉布斯自由能θadsDG、标准吸附焓(热)θadsDH以及这三种金属在腐蚀介质中发生腐蚀反应的活化能Ea的计算及分析,判断出这两种缓蚀剂在这三种金属表面的吸附均满足Lagmuir吸附等温式,且吸附类型均是以化学吸附为主的混合吸附。同时,2-PI的吸附作用力更强,暗示2-PI的缓蚀性能更好,这与实验测试的结果一致。此外,基于实验研究的结果,结合IM及2-PI的分子结构,理论上分别探讨了这两种缓蚀剂分子与金属表面的结合作用,并绘出相关的吸附模型图。同时,利用合作吸附模型合理地解释了协同缓蚀作用。
【关键词】：HCl 2-苯基-2-咪唑啉 缓蚀 吸附特性 协同效应
【学位授予单位】：湖南工业大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.42
【目录】：

• 摘要4-5
• ABSTRACT5-10
• 第一章 绪论10-22
• 1.1 金属腐蚀及防护10-11
• 1.1.1 金属腐蚀的危害10
• 1.1.2 金属腐蚀的类型10
• 1.1.3 金属腐蚀的防护方法10-11
• 1.2 金属缓蚀剂的研究发展11-14
• 1.2.1 铝合金缓蚀剂12-13
• 1.2.2 碳钢缓蚀剂13
• 1.2.3 不锈钢缓蚀剂13-14
• 1.3 协同缓蚀的研究现状及发展14-15
• 1.3.1 有机物与无机物间的协同14-15
• 1.3.2 无机物与无机物间的协同15
• 1.3.3 有机物与有机物间的协同15
• 1.4 缓蚀剂的缓蚀机理15-17
• 1.4.1 电化学机理16
• 1.4.2 物理化学机理16
• 1.4.3 吸附机理16-17
• 1.5 缓蚀剂吸附类型的判断17-20
• 1.5.1 吸附等温式17-18
• 1.5.2 吸附类型的判断18-20
• 1.6 本论文的研究意义及内容20-22
• 1.6.1 研究意义20
• 1.6.2 研究内容20-22
• 第二章 HCl中咪唑与 2-苯基2咪唑啉对5052铝合金的缓蚀性能及机理研究. 1322-42
• 2.1 引言22-23
• 2.2 实验试剂与仪器23-24
• 2.2.1 实验试剂23
• 2.2.2 实验仪器23-24
• 2.3 实验研究方法24-25
• 2.3.1 失重法24
• 2.3.2 极化曲线法24-25
• 2.3.3 电化学交流阻抗谱法25
• 2.3.4 扫描电镜25
• 2.4 实验结果与分析25-38
• 2.4.1 单一缓蚀剂咪唑或 2-苯基2咪唑啉对5052铝合金的缓蚀性能25-31
• 2.4.2 咪唑与 2-苯基-2 咪唑啉在5052铝合金表面的吸附特性31-36
• 2.4.3 咪唑与 2-苯基-2 咪唑啉对5052铝合金的协同缓蚀效应36-38
• 2.4.4 扫描电镜观察38
• 2.5 咪唑与 2-苯基2咪唑啉对5052铝合金的缓蚀机理38-40
• 2.6 咪唑与 2-苯基2咪唑啉对5052铝合金的协同缓蚀机理40-41
• 2.7 本章小结41-42
• 第三章 HCl中咪唑与 2-苯基2咪唑啉对Q235 碳钢的缓蚀性能及机理研究42-61
• 3.1 引言42-43
• 3.2 实验试剂与仪器43
• 3.2.1 实验试剂43
• 3.2.2 实验仪器43
• 3.3 实验研究方法43
• 3.4 实验结果与分析43-57
• 3.4.1 单一缓蚀剂咪唑或 2-苯基2咪唑啉对Q235 碳钢的缓蚀性能43-48
• 3.4.2 咪唑与 2-苯基2咪唑啉在Q235 碳钢表面的吸附特性48-52
• 3.4.3 咪唑与 2-苯基2咪唑啉对Q235 碳钢的协同缓蚀效应52-56
• 3.4.4 扫描电镜观察56-57
• 3.5 咪唑与 2-苯基2咪唑啉对Q235 碳钢的缓蚀及协同缓蚀机理57-58
• 3.6 咪唑与 2-苯基2咪唑啉对Q235 碳钢的协同缓蚀机理58-59
• 3.7 本章小结59-61
• 第四章 HCl中咪唑与 2-苯基2咪唑啉对304不锈钢的缓蚀性能及机理研究61-80
• 4.1 引言61
• 4.2 实验试剂与仪器61-62
• 4.2.1 实验试剂61
• 4.2.2 实验仪器61-62
• 4.3 实验研究方法62
• 4.4 实验结果与分析62-76
• 4.4.1 单一缓蚀剂咪唑或 2-苯基2咪唑啉对304不锈钢的缓蚀性能62-67
• 4.4.2 咪唑与 2-苯基2咪唑啉在304不锈钢表面的吸附特性67-71
• 4.4.3 咪唑与 2-苯基2咪唑啉对304不锈钢的协同缓蚀效应71-75
• 4.4.4 扫描电镜观察75-76
• 4.5 咪唑与 2-苯基2咪唑啉对304不锈钢的缓蚀机理76-77
• 4.6 咪唑与 2-苯基2咪唑啉对304不锈钢的协同缓蚀机理77-78
• 4.7 本章小结78-80
• 第五章 总结80-81
• 参考文献81-88
• 攻读硕士期间公开发表的论文及其他成果88-89
• 致谢89

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本文编号：1023778