含咪唑雜環(huán)的長(zhǎng)鏈烷基雙季銨鹽的合成及其特性研究.pdf

1、本文分別以2，2－二氯二乙醚和環(huán)氧氯丙烷為連接劑，通過(guò)對(duì)1-羥乙基-2-甲基-5-硝基咪唑的季銨化，首次合成了兩種含咪唑雜環(huán)的長(zhǎng)鏈烷基雙季銨鹽化合物：二氯化N-(1-羥乙基-2-甲基-5-硝基咪唑基)-N-(十二烷基二甲基) -3-氧雜-1,5-戊二銨（簡(jiǎn)稱MDOPD）和二氯化N-(1-羥乙基-2-甲基-5-硝基咪唑基)-N-(十二烷基二甲基)-2-羥基-1,3-丙二銨（簡(jiǎn)稱MDHTD），進(jìn)行了分子結(jié)構(gòu)的紅外光譜表征和合成條件的優(yōu)化；重

2、點(diǎn)對(duì)其緩蝕和抑菌特性進(jìn)行了深入系統(tǒng)的研究，為油田微生物腐蝕的防治提供理論依據(jù)和技術(shù)支持。 利用靜態(tài)失重、動(dòng)電位掃描極化曲線、交流阻抗（EIS）、X－射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）等多種分析測(cè)試方法，研究了含咪唑雜環(huán)的雙季銨鹽化合物的緩蝕吸附規(guī)律，探討了其緩蝕作用機(jī)制。 在模擬油田水介質(zhì)中：含咪唑雜環(huán)雙季銨鹽化合物的較強(qiáng)緩蝕吸附性能與其分子中含有二氮五元雜環(huán)、雜環(huán)上的季氮原子、長(zhǎng)鏈烷基季氮原子、醚氧基或羥基等

3、多個(gè)活性吸附中心有關(guān)。熱力學(xué)和動(dòng)力學(xué)模型的擬合結(jié)果顯示，含羥基的MDHTD較含醚氧基的MDOPD具有更強(qiáng)的吸附緩蝕性能。 在含硫酸鹽還原菌（SRB）的培養(yǎng)基介質(zhì)中：含咪唑雜環(huán)的雙季銨鹽化合物MDHTD對(duì)碳鋼腐蝕過(guò)程的陽(yáng)極反應(yīng)有顯著的抑制作用，且存在濃度極值現(xiàn)象，這與MDHTD的分子結(jié)構(gòu)和吸附特性有關(guān)；MDHTD的吸附和緩蝕作用不受SRB生長(zhǎng)特性的影響，在普通SRB菌和和活性更強(qiáng)的堿性變異菌介質(zhì)中，對(duì)碳鋼都有顯著的保護(hù)作用，且優(yōu)于

4、傳統(tǒng)的緩蝕殺菌劑十二烷基二甲基芐基氯化銨（簡(jiǎn)稱“1227”）；對(duì)J55和N80鋼的腐蝕都有明顯的抑制效果。 殺菌性能評(píng)價(jià)實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明：MDHTD對(duì)普通SRB菌、堿性變異SRB菌、生物膜中SRB菌和腐生菌（TGB）的滅菌活性都高于傳統(tǒng)殺菌劑1227，能夠在較低濃度下殺滅鐵細(xì)菌（IB）。 采用原子力顯微鏡（AFM）、電子探針（EPMA）、X－射線光電子能譜（XPS）和交流阻抗（EIS）等方法系統(tǒng)地研究了MDHTD對(duì)生物膜腐蝕

5、的抑制機(jī)理及模型。 在含SRB菌介質(zhì)中，MDHTD通過(guò)在碳鋼表面吸附并形成有機(jī)保護(hù)膜，對(duì)不同生長(zhǎng)周期SRB生物膜下碳鋼的腐蝕都具有良好的保護(hù)效果；對(duì)SRB代謝過(guò)程的抑制使SO42-離子中的六價(jià)硫被還原并與Fe2+生成多種過(guò)渡價(jià)態(tài)鐵硫化合物在碳鋼表面沉積的機(jī)會(huì)極大地降低；能夠使SRB生物膜與碳鋼金屬表面的結(jié)合力下降，并通過(guò)對(duì)生物膜的剝離作用和在金屬表面活性點(diǎn)的吸附使腐蝕反應(yīng)的電荷轉(zhuǎn)移電阻升高，能夠抑制侵蝕性的Cl-離子等通過(guò)多孔生

6、物膜表面滲透而造成的侵蝕。 首次利用電子探針（EPMA）結(jié)合透射電鏡（TEM）和原子力顯微鏡（AFM）等分析方法研究了MDHTD對(duì)腐生菌的抑制機(jī)理：在TGB菌介質(zhì)中，因MDHTD在生物膜表面的吸附滲透以及對(duì)TGB菌代謝活動(dòng)的抑制造成含P化合物的富集；且能夠通過(guò)滲透、剝離和吸附作用有效地抑制了由于TGB生物膜沉積而引起的氧濃差腐蝕和Cl-離子侵蝕。 對(duì)微生物聯(lián)合腐蝕的抑制機(jī)理分析討論表明：含咪唑雜環(huán)的雙季銨鹽化合物MDHT