学位论文 > 优秀研究生学位论文题录展示

Gemini阳离子表面活性剂的缓蚀性能研究

作　者: 王佳栋
导　师: 熊金平
学　校: 北京化工大学
专　业: 材料科学与工程
关键词: Gemini表面活性剂间隔基极化曲线缓蚀性能
分类号: TG174.1
类　型: 硕士论文
年　份: 2010年
下　载: 163次
引　用: 1次
阅　读: 论文下载

内容摘要

Gemini表面活性剂是一种具有特殊分子结构的新一代表面活性剂,它将两个单链单头基普通表面活性剂在离子头基处通过化学键联接在一起,从而阻抑了表面活性剂有序聚集过程中的头基分离力,极大地提高表面活性。关于Gemini表面活性剂的研究起于上世纪70年代,上世纪90年代后期,我国开始进行研究。目前,关于Gemini表面活性剂的研究主要集中在发泡性,电导率等性能,而且基材多数为A3钢,少有对其缓蚀性能进行研究,并对间隔基对其腐蚀性能影响的文章。因此本实验以2Cr13钢为基材,通过失重腐蚀法、电化学法等方法测试Gemini表面活性剂在25℃、1MHCl溶液环境下的电化学行为,研究其腐蚀机理和缓蚀性能。主要工作和试验结果如下：1)测定了Gemini表面活性剂在水溶液中的表面张力γcmc和临界胶束浓度CMC、计算了饱和吸附量Γ∞、最小比表面积Amin、最大效能πcmc和降低水溶液表面张力效率C20等参数,发现与传统的表面活性剂相比,Gemini表面活性剂具有较低的CMC值和很强的表面活性。2)通过失重腐蚀法,电化学法等研究了在25℃、1MHCl溶液环境下,间隔基的长短对Gemini表面活性剂在2Cr13钢表面的缓蚀性能影响,实验结果表明：Gemini表面活性剂在2Cr13表面的吸附符合Langmuir方程,形成单分子吸附层,但对吸附能无影响,间隔基增长,其抑制作用越强；2. Gemini表面活性剂能抑制2Cr13钢在1MHCl溶液中腐蚀的电化学阴极过程,增大阴极还原反应的电化学阻力,Gemini间隔基越长,其作用越显著。3)通过失重腐蚀法和电化学法研究了Gemini表面活性剂对A3钢在25℃、1MHCl溶液中的缓蚀行为及性能。实验证实：12-n-12系列Gemini表面活性剂对A3钢在25℃、1MHCl溶液中的腐蚀有极强的抑制作用,尤其是12-5、6-12两种缓蚀剂,在极低的浓度下缓蚀效率就达到了85%以上,且随着间隔基的增加,Gemini表面活性剂对A3钢在25℃、1MHCl溶液中的腐蚀的缓蚀作用呈现增强趋势。4)在50℃、70℃和90℃下,添加12-n-12(n=3,4,5,6)型Gemini表面活性剂后,2Cr13钢在饱和H2S/CO2介质中的腐蚀速率随表面活性剂浓度的增加而呈指数衰减,表明这两种Gemini表面活性剂具有良好的缓蚀抑制能力。并且随着温度的升高,缓蚀性能增加,但在70℃到90℃时,同一表面活性剂的缓蚀性能趋于平缓,这是由于温度上升,Gemini表面活性剂的胶束聚集数下降。5)对比2Cr13钢与A3钢的极化曲线,对比2Cr13钢在在饱和H2S/CO2环境中与在25℃、1MHCl溶液中的缓蚀性能：1、2Cr13钢和A3钢在25℃、1MHCl溶液中因为其成分和结构腐蚀的失重速率有极大的不同。当加入12-3-12和12-4-12型Gemini表面活性剂后,A3钢和2Cr13钢的腐蚀速度受到的影响比较相像,但是加入12-5-12、12-6-12两种Gemini表面活性剂,则有了一定的差异,A3钢在极低的浓度下(10-6 mol·L-1)就会达到85%的效果,但是2Cr13钢再加入这两种Gemini表面活性剂之后,其失重速率较前两种Gemini表面活性剂所降低,但是相对A3钢来说,相差较大；2Cr13钢在CO2/H2S环境和盐酸环境下,Gemini表面活性剂对2Cr13钢的阴极极化反应都有很大的抑制作用,通过计算两种环境下的覆盖度发现,在盐酸环境下2Cr13钢的腐蚀速度较其在CO2/H2S环境下的腐蚀速度低。

全文目录

摘要  4-7
ABSTRACT  7-17
第一章绪论  17-33
  1.1 GEMINI表面活性剂的发展  17-29
    1.1.1 GEMINI表面活性剂国内外发展概况  17-18
    1.1.2 GEMINI表面活性剂的类型  18-19
    1.1.3 GEMINI表面活性剂的结构  19-20
    1.1.4 GEMINI表面活性剂的微观形态  20-21
    1.1.5 GEMINI表面活性剂的特殊分子空间结构  21-22
    1.1.6 GEMINI表面活性剂的性质  22-23
    1.1.7 气/液界面的吸附  23-24
    1.1.8 固/液界面的吸附  24-25
    1.1.9 GEMINI表面活性剂的胶团性质  25-27
    1.1.10 胶团聚集数和胶团形状  27-28
    1.1.11 水溶性  28
    1.1.12 润湿性  28
    1.1.13 GEMINI表面活性剂的应用  28-29
  1.2 电化学在缓蚀剂研究中的重要作用  29-30
    1.2.1 极化曲线外推法  29
    1.2.2 交流阻抗法  29-30
  1.3 其他测试手段  30
  1.4 本实验的选题及研究意义  30-33
第二章 GEMINI表面活性剂表面性能的研究  33-39
  2.1 理论基础  33-35
    2.1.1 饱和吸附量及吸附分子面积的计算  33-34
    2.1.2 表面活性剂的最大效能值  34-35
  2.2 表面张力的测定  35
    2.2.1 实验药品和仪器  35
    2.2.2 测量方法  35
  2.3 表面活性影响因素的研究  35-38
    2.3.1 25℃时表面活性剂的表面活性  35-37
    2.3.2 疏水链长度对表面活性的影响  37-38
  2.4 本章小结  38-39
第三章 GEMINI表面活性剂在25℃、1MHCL溶液中对2CR13的缓蚀性能研究  39-49
  3.1 实验方法  39-40
    3.1.1 实验材料  39-40
    3.1.2 失重实验与缓蚀效率的测定  40
    3.1.3 电化学测试  40
  3.2. 结果及讨论  40-47
    3.2.1 GEMINI表面活性剂对2CR13腐蚀的影响  40-42
    3.2.2 GEMINI表面活性剂的缓蚀效率  42-44
    3.2.3 动电位扫描极化曲线  44-45
    3.2.4 EIS分析  45-47
  3.3 缓蚀机理研究  47-48
  3.4 结论  48-49
第四章 12-6-12型GEMINI表面活性剂对2CR13钢的缓蚀作用  49-56
  4.1 实验方法  49-50
    4.1.1 实验材料  49
    4.1.2 失重实验与缓蚀效率的测定  49-50
    4.1.3 电化学测试  50
  4.2 结果与讨论  50-55
    4.2.1 失重腐蚀  50-52
    4.2.2 动电位扫描极化曲线  52-54
    4.2.3 EIS结果与分析  54-55
  4.3 本章小结  55-56
第五章 GEMINI表面活性剂在25℃、1MHCL溶液中对A3的缓蚀性能研究  56-65
  5.1 实验部分  56-57
    5.1.1 失重实验与缓蚀效率的测定  56
    5.1.2 电化学测试  56-57
  5.2 结果与讨论  57-62
    5.2.1 失重腐蚀  57-58
    5.2.2 电化学分析  58-62
  5.3 本章小结  62-65
第六章 GEMINI表面活性剂在不同环境和不同基材的缓蚀性能研究  65-75
  6.1 实验方法  65
  6.2 结果与分析  65-72
    6.2.1 2CR13钢与A3钢在相同环境下的电化学对比  65-66
    6.2.2 2CR13钢在CO_2/H_2S环境中的缓蚀行为  66-67
    6.2.3 在CO_2/H_2S环境下温度的影响  67-72
  6.3 2CR13钢在两种不同环境下的腐蚀对比  72
  6.4 本章小结  72-75
第七章结论  75-77
参考文献  77-83
致谢  83-85
研究成果及发表的学术论文  85-86
北京化工大学硕士研究生学位论文答辩委员会决议书  86-87

Gemini阳离子表面活性剂的缓蚀性能研究

内容摘要

全文目录

相似论文