咪唑基離子液體對0.5m硫酸溶液中x65鋼的緩蝕性能研究

1、咪唑基離子液體對0.5M硫酸溶液中X65鋼的緩蝕性能研究重慶大學碩士學位論文（學術(shù)學位）學生姓名：陳南西指導教師：張勝濤教授專業(yè)：化學學科門類：理學重慶大學化學化工學院二O一七年五月重慶大學碩士學位論文中文摘要I摘要X65鋼作為一種優(yōu)質(zhì)鋼材料被廣泛應用于現(xiàn)代工業(yè)中，而研究其在硫酸介質(zhì)中的腐蝕行為及離子液體緩蝕劑對其腐蝕過程的影響，對于實際工業(yè)中篩選有效緩蝕劑具有理論和現(xiàn)實意義。近年來，隨著可持續(xù)發(fā)展的需要，越來越多的環(huán)境友好型物質(zhì)被用作

2、緩蝕劑進行抗腐蝕研究。離子液體是一種新型的綠色溶劑，因其有低毒、無揮發(fā)、溶解性好、熱穩(wěn)定性好、可設計性等優(yōu)點，近年來被陸續(xù)用作緩蝕劑進行研究。本論文篩選了一種乙烯基咪唑類離子液體和四種烯丙基咪唑類離子液體作為緩蝕劑，它們分別為：1乙烯基3乙基咪唑溴鹽([VEIM]Br)、1烯丙基3乙基咪唑溴鹽([AEIM]Br)、1烯丙基3丁基咪唑溴鹽([ABIM]Br)、1烯丙基3己基咪唑溴鹽([AHIM]Br)、1烯丙基3辛基咪唑溴鹽([AOIM]

3、Br)。為了研究以上緩蝕劑在0.5MH2SO4溶液中對X65鋼的抗腐蝕性能以及防腐機制，本文應用極化曲線、交流阻抗、失重法、表面形貌及量子化學計算等多種技術(shù)，對上述體系的腐蝕性能進行了測試與研究，并評價了相應的緩蝕效果。本文的主要結(jié)果如下：（1）交流阻抗的測試結(jié)果表明，隨著緩蝕劑濃度的增大，容抗弧半徑不斷增大，即反應體系中的電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct值不斷增大，因此腐蝕反應過程中的阻力不斷增大，緩蝕效率隨之增大，而對應的界面雙電層電容值都比空白

4、腐蝕液的值小，表明介電常數(shù)小且體積大的緩蝕劑分子逐漸吸附在金屬表面，取代了之前在金屬表面上的水分子，從而形成一層保護膜，有效抑制了硫酸對X65鋼的腐蝕。（2）動電位極化曲線的研究表明，隨著緩蝕劑濃度的增大，腐蝕電流密度將減小，緩蝕效率增大。并且緩蝕劑對陰極過程的抑制作用相對較大，且緩蝕劑的加入未改變陰極析氫和金屬陽極氧化的反應機制。由于腐蝕電位的變化不大，可判斷五種緩蝕劑均為混合型緩蝕劑。（3）失重實驗表明，緩蝕劑的濃度越大，X65鋼的

5、腐蝕速率越小，防腐效果越好，失重實驗結(jié)果與極化曲線實驗的緩蝕效率變化及交流阻抗測試實驗結(jié)果有良好的吻合性。（4）吸附熱力學的計算結(jié)果顯示，所研究的五種離子液體在0.5MH2SO4溶液中對X65鋼表面的吸附符合Langmuir吸附等溫式，而且其計算所得的吸附吉布斯自由能均為負值，表明幾種離子液體緩蝕劑在X65鋼表面的吸附是自發(fā)進行的，它們的吸附均是物理吸附與化學吸附共同作用的結(jié)果。（5）量子化學計算結(jié)果顯示，緩蝕劑的抗腐蝕性能與較低的分子