唑类缓蚀剂的性能评价及其在Cu表面吸附机理的实验与分子模拟研究
[Abstract]:Copper and copper alloys are widely used, but they are easy to be corroded strongly in gas medium containing SO2,H2S and Cl2 and in ammonia, ammonium salt, chloride and other solutions. Among the many anticorrosive measures, the addition of corrosion inhibitor has become one of the most effective corrosion prevention methods because of its many advantages. In this paper, imidazole (IMD), triazolium (TRI), benzimidazole (BIMD) and benztriazole (BTA) inhibitor molecules were used as the research objects. The inhibition performance and adsorption mechanism of the inhibitor were studied from the aspects of experimental and theoretical simulation. The corrosion inhibition efficiency of the four inhibitors was obtained by the experimental method, and then the types of the inhibitors were analyzed and the adsorption isothermal model was established. Secondly, the global activity parameters of the four inhibitors were analyzed. The relationship between the inhibition efficiency and the global active parameters is established. Thirdly, by analyzing the local activity parameters of the four inhibitor molecules, the local active sites are determined. By establishing the adsorption model of neutral and protonated inhibitor molecules on Cu surface, the electronic structure parameters of molecular and metal surfaces are analyzed, and the microscopic adsorption mechanism between inhibitor molecule and Cu surface is obtained. The results are as follows: the corrosion inhibition efficiency of the four inhibitors from high to low order is: benztriazole benzimidazole triazolidazole, four corrosion inhibitors are mixed inhibitor, the adsorption on the surface of copper accords with Langmuir adsorption model. The frontier orbitals of the four corrosion inhibitors are distributed in the ring structure of the molecule, and the electrophilic active centers and nucleophilic active centers of the molecules are mainly concentrated on the heteratomic N in the molecules. The electrophilic index 蠅 of the four kinds of corrosion inhibitor molecules has a good correlation with the corrosion inhibition efficiency of the corrosion inhibitor, which indicates that the corrosion inhibition efficiency of the corrosion inhibitor is related to the global reactive activity parameter, and the corrosion inhibition efficiency can be predicted by the above parameters. The chemisorption and physical adsorption of the four inhibitor molecules on the metal surface were observed, and the adsorption energy of benzimidazole and benztriazole with double ring structure was higher than that of imidazole and triazole with monocyclic structure. This is consistent with the corrosion inhibition efficiency measured experimentally. The chemisorption between the inhibitor molecule and the copper surface forms a chemical bond between the N atom and the Cu atom in the inhibitor molecule. The chemical bonds formed are due to the interaction between N atom and Cu atom and the interaction between Cu atom d orbital and P orbital of N atom. The results are as follows: (1) the covalent bond between N atom and Cu atom is due to the Schip orbital hybridization of N atom and the interaction of P orbital of N atom with d orbital of Cu atom. The physical adsorption of corrosion inhibitor on Cu surface includes van der Waals force interaction and electrostatic interaction.
【学位授予单位】:中国石油大学(华东)
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TG174.42
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本文编号:2260547
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