1-(2-羥乙基)-2-烷基咪唑啉緩蝕劑緩蝕機(jī)理的理論研究.pdf

1、有機(jī)緩蝕劑因在抑制金屬腐蝕方面具有經(jīng)濟(jì)、高效等優(yōu)點(diǎn)，被廣泛應(yīng)用于化學(xué)清洗、工業(yè)用水、機(jī)械設(shè)備等工業(yè)領(lǐng)域，并成為工業(yè)生產(chǎn)中不可缺少的防腐蝕材料。大多數(shù)有機(jī)緩蝕劑為吸附型緩蝕劑，在金屬表面吸附時(shí)會(huì)形成保護(hù)膜，可阻礙腐蝕介質(zhì)與金屬表面的接觸，從而達(dá)到減緩金屬腐蝕的目的。然而，有關(guān)緩蝕劑的緩蝕機(jī)理仍需深入研究，以期為設(shè)計(jì)開(kāi)發(fā)新型緩蝕劑提供理論指導(dǎo)。本論文以6種不同烷基鏈長(zhǎng)的1-(2-羥乙基)-2-烷基-咪唑啉緩蝕劑為研究對(duì)象，采用量子化學(xué)計(jì)算和

2、分子動(dòng)力學(xué)模擬相結(jié)合的方法，對(duì)緩蝕劑抑制碳鋼H2S腐蝕的緩蝕機(jī)理開(kāi)展研究。
　　 6種緩蝕劑分子的HOMO和LUMO都具有相同的分布中心。三個(gè)活性中心(N(4)、N(7)、C(8))都在咪唑環(huán)上，可使咪唑啉分子的頭部?jī)?yōu)先吸附在金屬表面，分子頭部的優(yōu)先吸附還有利于烷基鏈在金屬表面形成疏水保護(hù)膜。
　　 液相條件下，采用MD模擬方法研究6種緩蝕劑在Fe表面的吸附行為，并對(duì)吸附行為的微觀機(jī)理進(jìn)行分析。緩蝕劑分子的咪唑環(huán)以近似平

3、行Fe表面的取向同F(xiàn)e表面發(fā)生相互作用；緩蝕劑分子的烷基鏈與金屬界面存在一定的吸附角，并隨烷基鏈長(zhǎng)的增加吸附角逐漸增大；緩蝕劑與Fe表面的結(jié)合強(qiáng)度隨烷基鏈長(zhǎng)的增加逐漸增大；緩蝕劑分子在金屬表面上可形成交織的緩蝕劑膜，隨烷基鏈長(zhǎng)的增加膜的致密性及穩(wěn)定性越好。
　　 采用MD模擬方法研究4種腐蝕介質(zhì)粒子(H2O、H3O+、HS-和Cl-)在緩蝕劑膜中的擴(kuò)散行為。通過(guò)計(jì)算擴(kuò)散系數(shù)、自由體積分?jǐn)?shù)、相互作用能等，并對(duì)擴(kuò)散行為的微觀機(jī)理進(jìn)行