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山东大学硕士学位论文吸附动力学研究结果表明
作者:尊龙用现金旧版    发布日期:2019-11-17 16:48


  山东大学硕士学位论文吸附动力学研究结果表明 在酸性溶液中腐蚀速率的对数与温度的倒数 呈线性关系 即符合阿伦尼乌斯公式 】。为了进一步阐明腐蚀抑制作用的机理 我们利用 计算了吸附动力学参数。 易是表观活化能是指前因子 作图可以得到一条直线。由直线的斜率可以求得历。由公式可以计算活化焓 和活化熵 直线的

  山东大学硕士学位论文吸附动力学研究结果表明 在酸性溶液中腐蚀速率的对数与温度的倒数 呈线性关系 即符合阿伦尼乌斯公式 】。为了进一步阐明腐蚀抑制作用的机理 我们利用 计算了吸附动力学参数。 易是表观活化能是指前因子 作图可以得到一条直线。由直线的斜率可以求得历。由公式可以计算活化焓 和活化熵 直线的斜率可以求得村由直线的截距可以求得心 示出了不同浓度咪唑表面活性剂在碳钢表面的吸附动力学参数。由此可以看出 两种咪唑表面活性剂的历和数值均是随着表面活性剂浓度的增大呈现出递增的趋势 说明体相中表面活性剂的浓度越高 发生腐蚀反应的能量障碍越大 缓蚀效率越耐 体系的邑数值均小于未加表面活性剂者说明所加入的咪唑 表面活性剂的缓蚀效率随温度的升高而升高。而在 体系中 加入 的厶均大于未加咪唑表面活性剂的扇说明所加入的咪唑单体表面活性剂的缓蚀效率随温度的升高而降低随姗。两种咪唑表面活性剂体系的村均为正值 说明铁溶解的过程是个吸热过程。两种咪唑表面活性剂的熵变均为负值 说明两种咪唑表面活性剂与 碳钢金属表面相互作用的活化络合反应的决定步骤是分离步骤 而不是表面活性剂分子与碳钢表面的结合步骤【 。山东大学硕士学位论文表 不同浓度咪唑表面活性剂在 碳钢表面的吸附动力学参数。 量化计算结果为了从理论上解释两种咪唑表面活性剂对 碳钢的缓蚀机理 我们利用量子化学方法对两者进行计算。根据前线分子轨道理论【 电子的跃迁是由反应物分子前线轨道之间的相互作用所致 前线轨道 如最高占有轨道 和最低空轨道 对化学反应起决定性作用。分子的最高占据轨道能量 是分子给电子能力的量度 越高 说明原子核对分子最外层电子的吸引力越弱 该轨道中的电子越不稳定 意味着分子供电子到电子接受体的最低空轨道上的能力越强。分子的最低空轨道能量 与分子的电子亲核能力有关 其数值越低 该分子越容易接受外界电子。通过计算可以得到两种分子的 。进而计算出两者的差值反映了分子的稳定性。 值越大 分子越稳定 化学反应活性越差 反之 分子的反应活性越好。各轨道能量计算数值列于表 咪唑表面活性剂的前线轨道能量咪唑表面活性剂分子中咪唑环上的氮原子可以向 碳钢表面上的铁原子提供电子 从而与 原子的 轨道形成配位键。同时 由于 原子的外层电子分布为 轨道上有未充满电子的空轨道可以与咪唑表面活性剂分子的 轨道相互作用 接受表面活性剂分子提供的电子形成配位键 被电子占满的 轨道中的已有电子则可与咪唑表面活性剂分子的 轨道相互作用形成反馈键。从表 中的结果可以看出 分子的 均小于【者。说明【 的轨道能量的差值小于 中可以看出两种咪唑表面活性剂分子的最高占有轨道主要分布在烷基上 最低空轨道主要分布在咪唑环上 这种分布可使得表面活性剂在金属表面形成多中心吸附 既有利于金属表面空轨道接受表面活性剂分子提供的电子形成配位键 又有利于表面活性剂分子利用其反键轨道接受来自金属表面的电子形成反馈键 使表面活性剂分子在金属表面的吸附更加稳定。在咪唑表面活性剂与 碳钢体系中 由于静电引力的存在使得咪唑环优先吸附在金属表面 具有疏水特性的烷基链在金属表面形成保护膜 能有效阻碍溶液中 。等腐蚀介质向金属表面扩散。山东大学硕士学位论文表 对咪唑表面活性剂对碳钢腐蚀速率和缓蚀效率的影响油田行业中的腐蚀问题是一个极为突出的问题。油田废水即油田采出水 是油田在采出过程中随原油一起采出的地层水 采出水的成分十分复杂 一般不能直接排放或回注。 是强化采油技术中常用的聚合物 因此 研究 存在时咪唑表面活性剂对 碳钢的腐蚀速率和缓蚀效率具有重要的理论意义和实用价值。我们将 水溶液加入到咪唑表面活性剂 缓蚀体系 固定 水溶液的浓度为 将配置好的不同浓度咪唑表面活性剂、 混合溶液在恒温水槽中放置半个小时恒温然后将标准腐蚀试片放入混合腐蚀溶液中恒温浸泡 小时。不同温度下 存在时两种咪唑表面活性剂在 中的缓蚀性能参数示于表。由此可以看出 相同咪唑表面活性剂浓度时 含有 的体系对腐蚀效率的降低优于不含 。说明在此酸性条件下含有时咪唑表面活性剂对 碳钢缓蚀效果更好。这是由于 分子中存在 。和疏水基团 可以通过静电引力和疏水作用与咪唑表面活性剂发生缔合 与吸附到碳钢表面的咪唑表面活性剂结合使得 碳钢表面的保护膜更加致密 使水分子和腐蚀离子更不容易接触到碳钢的表面 从而起到协同保护碳钢表面的作用。表 不同温度下 存在时咪唑表面活性剂在 示出了不同温度下存在时不同浓度咪唑表面活性剂在 碳钢表面的吸附等温线。由此看出 存在时咪唑表面活性剂在 碳钢表面的吸附符合 吸附等温式 说明其在 碳钢表面是单分子层吸附。图 不同温度下 存在时不同浓度咪唑表面活性剂在 碳钢表面的吸附等温线 示出了不同温度下存在时不同浓度咪唑表面活性剂在 碳钢表面的吸附热力学参数。从表 中可以看出 存在时两种咪唑表面活性剂在碳钢表面的吸附自由能 。数值的绝对值均大于 碳钢表面的吸附自由能的绝对值比未加时降低了 碳钢表面的吸附自由能的绝对值比未加时升高了 不同温度下存在时不同浓度咪唑表面活性剂在 碳钢表面的吸附热力学参数。 示出了存在时两种咪唑表面活性剂在 碳钢表面吸附系数与温度之间的关系 从曲线拟合得到的数据可以看出 存在时 碳钢表面的吸附热的数值 为正值说明 碳钢表面的吸附是一个吸热过程温度升高有利于 碳钢表面的吸附属于化学吸附过程【 碳钢表面的吸附热的数值为负值 且其数值为 绝对值小于 说明 存在时【 碳钢表面的吸附是一个放热过程属于物理吸附过程 温度升高不利于 碳钢表面的吸附过程的熵变也均大于其数值几乎不随温度变化 碳钢表面的吸附过程的熵变升高了。其原因一方面是 的加入束缚了混合溶液中的水分子 使得溶液的混乱度降低 吸附过程的熵变降低 另外 相对于 咪唑表面活性剂分子量较小 分子结构简单 使得咪唑表面活性剂在溶液中运动速度较快而优先吸附在金属表面 与吸附到金属表面的咪唑表面活性剂通过静电引力和疏水缔合发生相互作用使得熵变降低 另一方面 如上文所述 熵变的增加是由于分子与金属表面作用的活化络合反应的决定步骤是分子与碳钢表面的 原子的结合步骤而不是分离步骤 无序度的增加发生在活化络合步骤和分子吸附到金属表面 使得更多的水分子解吸到溶液中 使混乱度增加 熵变增加。 吸附平衡常数与温度之间的关系。的加入使得 缓蚀体系的熵变降低缓蚀体系的熵变增加 可能是因为【 相互作用力较强吸附到 碳钢表面的分子不易被取代 混乱度较低 熵变较低 分子与碳钢表面相互作用力和分子与 相互作用力相对较弱 吸附到 碳钢表面的分子被取代 混乱度较高 熵变较高。同时我们也计算了 存在时两种咪唑表面活性剂在不同温度下对 溶液中碳钢表面的吸附动力学参数。表 分别示出了 山东大学硕士学位论文存在时 溶液中的碳钢表面吸附动力学参数。从表 中数据可以看出 存在时两种咪唑表面活性剂体系的 和心的变化趋势也是一致的。对于【 体系 均是随着表面活性剂浓度的增大呈现出递减的趋势并且其数值小于未加表面活性剂者 对于【 体系 仃随表面活性剂浓度的增加出现先增大后降低的变化 当溶液中 浓度大于 盯。可见的加入对咪唑表面活性剂在 碳钢表面的吸附动力学影响非常明显 其原因可能是由于 为高分子物质 其在金属表面的吸附过程和对金属界面的分子聚集行为影响较大 从而改变金属表面吸附过程 进而影响金属表面腐蚀过程。表 不同温度下 存在时不同浓度咪唑表面活性剂在 碳钢表面的吸附动力学参数。 山东大学硕士学位论文 结论本章通过电化学极化和交流阻抗谱及失重等的测定对比研究了不同浓度 及其相应单体 溶液中对碳钢的抗腐蚀效果。主要得到以下结论 两种咪唑表面活性剂在 溶液中对碳钢均具有很好的抗腐蚀性能 缓蚀效率都很高 抗腐蚀效果均随表面活性剂浓度的增大而增强。其原因是咪唑盐在铁表面发生化学或者物理吸附 形成一层保护膜从而减少了铁的腐蚀。 相同表面活性剂浓度时 者。前者是以咪唑环为亲水基且为双子型咪唑环属于平面结构且有两个吸附中心 可以使得 结构中的连接基使两个单头基单烷烃链表面活性剂之间的距离更小在铁表面排列的更紧密 抗腐蚀效果更好。 失重实验结果表明 碳钢金属表面则主要为物理吸附。相对于在金属表面吸附的趋势更强。 碳钢表面的吸附是一个吸热过程适合在温度较高的条件下使用。 由量化计算结果表明 两种咪唑表面活性剂分子均显示高反应活性 反应活性点主要集中在咪唑环和氮原子上。同时也可以看出 咪唑表面活性剂对碳钢表面的缓蚀效率高于不含 说明的存在可以与咪唑表面活性剂协同保护碳钢表面不被腐蚀。参考文献 付朝阳米糠提取液作为盐酸酸洗缓蚀剂的研究中国腐蚀与防护学报 张敏卿适用于带钢酸洗的盐酸缓蚀剂腐蚀科学与防护技术 陈洪龄盐酸介质中十二烷基苯并三氮唑对碳钢的缓蚀作用材料保护 陈欣义酸洗过程中的缓蚀剂清洗世界

  咪唑类表面活性剂与疏水修饰聚丙烯酰胺的相互作用,疏水相互作用,表面活性剂,阴离子表面活性剂,相互作用,阳离子表面活性剂,弱相互作用,强相互作用,表面活性剂的作用,药物相互作用

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