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高温油田溶液中海藻酸盐胶囊包覆热稳定型缓蚀剂的缓蚀性能研究
1
作者 贺子麒 马秀敏 侯保荣 《材料保护》 2026年第1期39-54,共16页
为解决油田井下碳钢设备的高温腐蚀难题。以2-氨基苯并咪唑和4-十三烷基氧基苯甲酸为原料,经酰胺化反应合成了新型烷基咪唑缓蚀剂(13-BIP),并使用一锅法将其包覆入海藻酸盐凝胶中(SA@13-BIP)。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(... 为解决油田井下碳钢设备的高温腐蚀难题。以2-氨基苯并咪唑和4-十三烷基氧基苯甲酸为原料,经酰胺化反应合成了新型烷基咪唑缓蚀剂(13-BIP),并使用一锅法将其包覆入海藻酸盐凝胶中(SA@13-BIP)。采用傅里叶红外光谱(FT-IR)和核磁共振氢谱(^(1)H-NMR)测试验证13-BIP被成功合成。电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线测试结果表明,在90℃下当将Q235碳钢浸泡于含混合型缓蚀剂13-BIP的酸性油田溶液中时,缓蚀效率可达86.81%。对13-BIP溶液处理的碳钢表面进行扫描电子显微镜(SEM)、X射线光电子能谱(XPS)测试,结果表明13-BIP缓蚀剂使碳钢表面形成了以化学吸附作用为主的自吸附膜。通过沉降和释放测试证明在超过2000m的油井底部的工作区域SA@13-BIP的释放率达30.85%。长效阻抗试验结果表明,SA@13-BIP的缓蚀作用时间比单独添加13-BIP缓蚀剂延长至24h以上。本研究成功合成并制备了一种具有热稳定性的咪唑缓蚀剂及海藻酸盐凝胶缓释胶囊,为高温环境下碳钢的长效防护提供了解决方案。 展开更多
关键词 烷基咪唑缓蚀剂 酸性油田溶液 海藻酸盐凝胶胶囊 长效缓释
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高温高压复杂水相环境下缓蚀剂的作用特性及机理
2
作者 朱旺 李艳辉 +4 位作者 王琪博 高鹏飞 丁邵明 白周央 邢利梅 《工程科学学报》 北大核心 2026年第1期72-86,共15页
金属材料在高温高压复杂水相环境中的腐蚀问题是制约能源、化工及环保领域先进技术装备发展的关键.在高温高压复杂水相环境中,材料的腐蚀风险进一步加大.为有效应对该问题,缓蚀剂作为重要的腐蚀防护技术之一,在高温高压复杂水相环境中... 金属材料在高温高压复杂水相环境中的腐蚀问题是制约能源、化工及环保领域先进技术装备发展的关键.在高温高压复杂水相环境中,材料的腐蚀风险进一步加大.为有效应对该问题,缓蚀剂作为重要的腐蚀防护技术之一,在高温高压复杂水相环境中的应用研究逐渐成为焦点.本文综述了目前无机缓蚀剂和有机缓蚀剂在高温高压乃至亚/超临界水环境中的应用现状,重点探讨了常见缓蚀剂(如亚硝酸盐、磷酸盐、咪唑啉类、季铵盐类、有机胺类等)的作用特性与缓蚀机理,特别是其在高温、高压及各种腐蚀性介质作用下的缓蚀剂稳定性与缓蚀率.本文总结了各类缓蚀剂的缓蚀机理并分析了其在高温高压水相环境中应用的可行性,指出缓蚀剂的稳定性与环境适应性是影响其性能的关键因素.尽管已有研究揭示了各类缓蚀剂在常温常压条件下的良好性能,但在高温高压复杂水相环境中,现有的研究对缓蚀剂的高温稳定性及优化使用仍显不足.本文可为恶劣工况下的缓蚀剂选型与优化提供参考,未来应深入探索高温高压水相环境下缓蚀剂的长期稳定性与环境友好性,进一步推动新型缓蚀剂的研发与应用. 展开更多
关键词 无机缓蚀剂 有机缓蚀剂 高温高压水 作用特性 缓蚀机理
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复合缓蚀剂TEA/BTA/OA抑制紫铜缓蚀性能研究
3
作者 齐贝贝 陈燕敏 +3 位作者 卢鑫 刘悦 陈珍珍 吕天晓 《化工技术与开发》 2026年第1期14-18,108,共6页
金属腐蚀现象普遍存在,添加缓蚀剂可改善腐蚀状况。本文采用静态失重法分别考察了三乙醇胺(TEA)、苯并三氮唑(BTA)和油酸(OA)在氯化钠溶液中对紫铜的缓蚀作用;通过正交实验测试不同三元复配体系的缓蚀性能,确定最优配比为cTEA∶cBTA∶cO... 金属腐蚀现象普遍存在,添加缓蚀剂可改善腐蚀状况。本文采用静态失重法分别考察了三乙醇胺(TEA)、苯并三氮唑(BTA)和油酸(OA)在氯化钠溶液中对紫铜的缓蚀作用;通过正交实验测试不同三元复配体系的缓蚀性能,确定最优配比为cTEA∶cBTA∶cOA=6∶1∶3,并探究了该复合药剂质量浓度、温度和时间对缓蚀性能的影响。结果表明,该复合药剂在c=50mg·L^(-1)、T=60℃和t=12h条件下缓蚀效果最佳,缓蚀率达到99.9%,几乎能够彻底抑制紫铜腐蚀。吸附等温线分析表明,该复合缓蚀剂以自发物理-化学混合吸附形式在紫铜表面成膜。 展开更多
关键词 紫铜 氯化钠介质 复合缓蚀剂 正交法
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紫花地丁提取工艺优化、缓蚀性能评价与改进
4
作者 李永娟 刘乐平 +2 位作者 杨文兴 年芳 李莉 《电镀与精饰》 北大核心 2025年第5期16-23,共8页
为开发具有良好性能的新型绿色缓蚀剂,以紫花地丁为原料,以乙醇水溶液为溶剂超声辅助浸提,并通过正交实验优化提取工艺,得到紫花地丁缓蚀剂(VYM-E)最佳提取条件为:乙醇体积分数70%,提取温度40℃,提取时间40min,料液比1:20;通过失重实验... 为开发具有良好性能的新型绿色缓蚀剂,以紫花地丁为原料,以乙醇水溶液为溶剂超声辅助浸提,并通过正交实验优化提取工艺,得到紫花地丁缓蚀剂(VYM-E)最佳提取条件为:乙醇体积分数70%,提取温度40℃,提取时间40min,料液比1:20;通过失重实验、电化学实验、傅里叶变换红外光谱和扫描电子显微镜等评价VYM-E对Q235碳钢在HCl溶液中的缓蚀性能,发现与碘化钾、钼酸钠和十二烷基磺酸钠相比,在同浓度条件下,VYM-E缓蚀率要远高于传统缓蚀剂,其活性分子在碳钢表面的吸附阻止了腐蚀的进程;复配实验表明VYME与碘化钾有更好的协同效果。 展开更多
关键词 缓蚀剂 紫花地丁 工艺优化 复配
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甘氨酸衍生物缓蚀剂的合成与性能研究 被引量：1
5
作者 郭强强 赵海燕 石春杰 《材料保护》 2025年第1期89-96,共8页
为了提高甘氨酸的缓蚀率,通过分子设计,在甘氨酸分子上引入疏水碳链。运用红外和核磁进行了结构表征,表明成功合成了甘氨酸衍生物。通过失重法、极化曲线、电化学阻抗和扫描电子显微镜对甘氨酸衍生物在1 mol/L HCl中对碳钢的缓蚀性能进... 为了提高甘氨酸的缓蚀率,通过分子设计,在甘氨酸分子上引入疏水碳链。运用红外和核磁进行了结构表征,表明成功合成了甘氨酸衍生物。通过失重法、极化曲线、电化学阻抗和扫描电子显微镜对甘氨酸衍生物在1 mol/L HCl中对碳钢的缓蚀性能进行了研究,并进行了热力学分析和缓蚀机理探讨。失重法结果表明甘氨酸衍生物缓蚀剂的缓蚀率高于甘氨酸,当甘氨酸衍生物的添加量为100 mg/L时,缓蚀率就可以达到93.04%。热力学分析表明甘氨酸及其衍生物缓蚀剂在碳钢表面的吸附均遵循Langmuir等温吸附模型,属于物理化学吸附,但甘氨酸衍生物的吸附自由能的绝对值较大,因此其分子与碳钢表面的作用更强。极化曲线表明添加了甘氨酸衍生物的阳极曲线向低电流密度方向移动,表现为阳极缓蚀剂。通过扫描电镜可看出添加了甘氨酸衍生物的碳钢表面光滑,无明显的腐蚀痕迹,表明甘氨酸衍生物对碳钢具有良好的保护作用。 展开更多
关键词 甘氨酸 甘氨酸衍生物 缓蚀作用 碳钢
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枸杞叶提取物在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀性能研究
6
作者 郭强强 赵海燕 +1 位作者 石春杰 田会娟 《表面技术》 北大核心 2025年第10期164-172,共9页
目的 开发一种新的植物提取物缓蚀剂,研究其对碳钢的缓蚀作用及机理。方法 以枸杞叶为研究对象,通过超声波辅助提取法制备出提取物(LBLE),采用红外光谱(FTIR)对结构进行表征,运用失重法和电化学方法对碳钢的缓蚀作用进行评估,采用扫描... 目的 开发一种新的植物提取物缓蚀剂,研究其对碳钢的缓蚀作用及机理。方法 以枸杞叶为研究对象,通过超声波辅助提取法制备出提取物(LBLE),采用红外光谱(FTIR)对结构进行表征,运用失重法和电化学方法对碳钢的缓蚀作用进行评估,采用扫描电子显微镜(SEM)对碳钢表面的微观形貌进行分析,并进行热力学和动力学分析。结果 LBLE对温度有较好的适应性,当LBLE质量浓度为800mg/L时,在30~60℃温度范围内,缓蚀率均在90%以上。极化曲线表明,随着LBLE的加入,腐蚀电位正移,且偏移不超过85 mV,LEBE是以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂;交流阻抗表明,电荷转移电阻随着LBLE浓度的增大而增大,LBLE缓蚀剂分子通过吸附保护,抑制了电极表面与溶液之间的电荷传递;吸附热力学表明,在30~60℃温度范围内,吸附吉布斯自由能ΔG^(0)均在-30 kJ/mol左右,表明吸附过程为混合型吸附。结论 LBLE是一种高效环保的酸洗缓蚀剂,通过与碳钢表面之间的物理和化学吸附双重作用形成的保护膜有效地抑制了盐酸溶液/碳钢界面的电荷转移,表现出了优异的缓蚀效果,为工业应用提供了理论依据。 展开更多
关键词 枸杞叶提取物 碳钢 盐酸 缓蚀
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新型多功能绿色双苯并咪唑环衍生物缓蚀剂的制备与在油气田环境应用的性能研究
7
作者 王倩 田惠文 《材料保护》 2025年第10期112-123,共12页
为建立一种高效、稳定、能够在高温极端环境中为金属提供长期保护的腐蚀抑制系统,通过酰胺成环、取代反应等一系列反应,以月桂酸和邻苯二胺为主要原料,合成一种新型绿色双苯并咪唑环衍生物(AUB)油气田缓蚀剂。通过傅里叶红外光谱(FTIR)... 为建立一种高效、稳定、能够在高温极端环境中为金属提供长期保护的腐蚀抑制系统,通过酰胺成环、取代反应等一系列反应,以月桂酸和邻苯二胺为主要原料,合成一种新型绿色双苯并咪唑环衍生物(AUB)油气田缓蚀剂。通过傅里叶红外光谱(FTIR)和核磁共振氢谱(^(1)H NMR)确认了AUB的结构,验证了AUB的成功合成。通过扫描电子显微镜、能谱仪、Raman光谱仪、X射线衍射仪测试分析和正置荧光显微镜对试样的腐蚀表面进行分析,通过电化学测试研究了AUB在模拟酸性油气田条件下对Q235钢的缓蚀、阻垢和耐SRB腐蚀性能。电化学分析表明:在298 K下,添加8×10^(-3) mol/L AUB的缓蚀效率为90.00%;在358 K下,添加8×10^(-3) mol/L AUB的缓蚀效率高达84.29%。AUB在高垢质溶液中能与钙离子配合,吸附在碳酸钙晶体活性位点上,并能进一步破环SRB的生物膜,从而起到杀菌效果。量子化学计算得到的电子参数(能隙ΔE=4.202 eV)表明,AUB分子作为亲核和亲电试剂非常有效。 展开更多
关键词 双苯并咪唑环衍生物类缓蚀剂 高温酸性油气田环境 多功能集成
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季铵盐离子液体在硫酸溶液中对碳钢的缓蚀性能研究
8
作者 郭强强 赵海燕 +1 位作者 石春杰 田会娟 《材料保护》 2025年第12期135-142,共8页
以氯化苄和N,N-二甲基辛胺为原料,合成了辛烷基二甲基苄基季铵盐离子液体(ODBA),通过红外光谱对其结构进行了分析,表明成功合成了目标产物;通过热重测试分析了ODBA的热稳定性,通过失重测试、电化学测试、SEM形貌分析、接触角测试和热力... 以氯化苄和N,N-二甲基辛胺为原料,合成了辛烷基二甲基苄基季铵盐离子液体(ODBA),通过红外光谱对其结构进行了分析,表明成功合成了目标产物;通过热重测试分析了ODBA的热稳定性,通过失重测试、电化学测试、SEM形貌分析、接触角测试和热力学研究手段对ODBA在0.5 mol/L硫酸溶液中对碳钢的缓蚀作用及其在碳钢表面的吸附行为进行了研究;热重分析显示ODBA具有良好的热稳定性;失重测试结果显示ODBA具有良好的缓蚀性能,且缓蚀率与其浓度成正相关,在30℃下,浓度为800 mg/L的ODBA的缓蚀率达86.06%;通过极化曲线及阻抗谱分析得到的缓蚀率与失重测试得到的缓蚀率吻合;极化曲线显示ODBA是一种以抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,阻抗实验显示ODBA的加入抑制了电荷转移,从而起到缓蚀作用;通过热力学研究明确ODBA在碳钢表面的吸附满足Langmuir吸附等温模型,属于以物理吸附为主的混合型吸附;SEM形貌分析和接触角测试表明,ODBA能在碳钢表面形成一层具有疏水性的吸附膜. 展开更多
关键词 季铵盐 缓蚀剂 离子液体 碳钢 缓蚀性能 吸附模型
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三七提取物在盐酸中对钢的缓蚀作用
9
作者 陈文 郭映成 +3 位作者 杨媛舒 李春娟 张红艳 胡云霄 《楚雄师范学院学报》 2025年第3期69-75,共7页
采用浸提方式得到的三七提取物(PNE)作为金属缓蚀剂,利用失重法和电化学方法研究了其对Q235钢在1mol·L^(-1)盐酸溶液中的缓蚀作用,以期为开发和利用植物型酸洗缓蚀剂提供实验依据。结果表明,PNE能够延缓金属腐蚀反应的速率,机理上... 采用浸提方式得到的三七提取物(PNE)作为金属缓蚀剂,利用失重法和电化学方法研究了其对Q235钢在1mol·L^(-1)盐酸溶液中的缓蚀作用,以期为开发和利用植物型酸洗缓蚀剂提供实验依据。结果表明,PNE能够延缓金属腐蚀反应的速率,机理上属于混合型缓蚀剂;其缓蚀性能与PNE浓度呈正相关,随测试温度升高而变弱。PNE分子在钢表面的吸附符合Langmuir等温吸附方程,吸附会导致腐蚀反应活化能升高,从而降低反应速率。 展开更多
关键词 Q235钢 三七提取物 吸附 缓蚀
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氨基酸型缓蚀剂对碳钢CO_(2)腐蚀的缓蚀性能分析 被引量：4
10
作者 闫坤凤 杨江 +3 位作者 赵晓龙 马舒樊 王业飞 杨振 《表面技术》 北大核心 2025年第12期49-60,共12页
目的研究生物基甘氨基酸衍生物系列缓蚀剂,N-辛基甘氨酸钠(OCT)和N-十二烷基甘氨酸钠(DOD)在CO_(2)饱和盐水中对N80碳钢的缓蚀效果。方法合成了2种不同碳链长OCT(C8)和DOD(C1_(2))的甘氨基酸型缓蚀剂。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和... 目的研究生物基甘氨基酸衍生物系列缓蚀剂,N-辛基甘氨酸钠(OCT)和N-十二烷基甘氨酸钠(DOD)在CO_(2)饱和盐水中对N80碳钢的缓蚀效果。方法合成了2种不同碳链长OCT(C8)和DOD(C1_(2))的甘氨基酸型缓蚀剂。通过傅里叶变换红外光谱(FTIR)和核磁共振(NMR)对缓蚀剂的结构进行了表征。利用电化学测试(交流阻抗和极化曲线)、失重法、表面分析技术以及量子化学计算,比较了2种缓蚀剂对N80碳钢的缓蚀性能。结果通过光谱确定了OCT和DOD缓蚀剂结构。腐蚀失重和电化学测试结果显示,OCT和DOD缓蚀剂能够提高N80碳钢在CO_(2)饱和盐水中的抗腐蚀性,随着缓蚀剂浓度的增加,其缓蚀效率逐渐提高。在加入100 mg/L DOD时,缓蚀效率超过94%。扫描电镜(SEM)结果显示,添加DOD缓蚀剂后,N80碳钢表面腐蚀程度显著降低。X射线光电子能谱(XPS)分析表明,OCT和DOD缓蚀剂通过化学吸附作用,在N80碳钢表面形成了保护膜,从而有效延缓了腐蚀过程。量子化学计算结果显示,DOD的最高占据分子轨道(HOMO)与最低未占据分子轨道(LUMO)之间的能量差较小,表明其具有较高的电子转移能力,更易在钢表面吸附形成保护膜,显著降低了腐蚀速率。结论DOD缓蚀剂具有优异的腐蚀防护效果,且随着碳链长度的增加,甘氨基酸缓蚀剂的缓蚀性能增强,使其在N80碳钢表面易吸附并形成有效的保护膜。因此,碳链长的DOD甘氨基酸型缓蚀剂,其缓蚀效果更好。 展开更多
关键词 N80碳钢 CO_(2)腐蚀 缓蚀剂 电化学 量子化学计算
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机器学习助力发现高效缓蚀剂分子 被引量：2
11
作者 龚海燕 马菱薇 张达威 《工程科学学报》 北大核心 2025年第6期1228-1239,共12页
缓蚀剂是用于防止金属材料腐蚀的化学物质,其有效性对于延长设备寿命、降低维护成本至关重要.然而,传统的缓蚀剂分子筛选方法,如失重测量和电化学测试,通常需要大量实验和大量时间,成本高昂.基于机器学习技术可以分析已知缓蚀剂分子数据... 缓蚀剂是用于防止金属材料腐蚀的化学物质,其有效性对于延长设备寿命、降低维护成本至关重要.然而,传统的缓蚀剂分子筛选方法,如失重测量和电化学测试,通常需要大量实验和大量时间,成本高昂.基于机器学习技术可以分析已知缓蚀剂分子数据,从而学习和预测新分子的缓蚀性能.该方法可以提高筛选效率,揭示传统方法可能忽略的分子结构和性质,但其局限性也不容忽视.首先,缓蚀剂分子筛选模型的化合物搜索空间有限.其次,模型在实际应用中面临着与计算资源和时间成本相关的挑战.在讨论了机器学习技术的应用和局限性之后,本文介绍了分子生成技术在发现新的高效缓蚀剂分子方面的应用以及挑战.例如,生成模型需要大量高质量数据进行训练,生成的结果需要实验验证.此外,生成模型在生成新分子时必须考虑分子稳定性、可合成性、环境影响等多种因素,使得模型的设计和优化更加复杂.总体而言,机器学习技术在缓蚀剂分子研究中具有广阔的应用前景,但也面临着重大挑战.通过不断优化机器学习算法并结合实验验证,有望在未来实现缓蚀剂分子的高效高精度发现,从而为材料科学和工业应用带来突破. 展开更多
关键词 机器学习 深度学习 缓蚀剂分子 分子筛选 分子生成
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聚天冬氨酸在酸性介质中对化工设备常用金属材料的缓蚀性能研究 被引量：1
12
作者 杨元庄 陈亚辉 +2 位作者 、冯瑞彤 沈焕焕 戴勋 《电镀与涂饰》 北大核心 2025年第3期80-88,共9页
[目的]缓蚀剂是金属防腐的常用手段,而开发和应用绿色缓蚀剂是实现“双碳”战略目标和绿色可持续发展的重要方向。[方法]通过浸泡腐蚀试验、电化学测试及表面形貌观察,研究了聚天冬氨酸(PASP)在1 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对化工设备常... [目的]缓蚀剂是金属防腐的常用手段,而开发和应用绿色缓蚀剂是实现“双碳”战略目标和绿色可持续发展的重要方向。[方法]通过浸泡腐蚀试验、电化学测试及表面形貌观察,研究了聚天冬氨酸(PASP)在1 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对化工设备常用金属材料(碳钢、铜、铝和铸铁)的缓蚀性能。[结果]在相同质量浓度下,PASP对不同金属缓蚀的效果排序为:碳钢>铜>铝>铸铁。随着PASP质量浓度的增大,4种金属材料的缓蚀效率均提高。PASP对碳钢、铸铁主要表现为抑制阳极型缓蚀剂,对铜、铝则呈现以抑制阳极为主的混合型缓蚀行为。[结论]PASP对化工常用金属材料都具优异的缓蚀性能,其作用机理符合吸附膜理论。本研究为绿色缓蚀剂的实际应用提供了理论依据和技术支持。 展开更多
关键词 聚天冬氨酸 缓蚀 浸泡腐蚀 电化学测试 机理
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青铜表面钼酸钠缓蚀转化膜XPS深度剖析研究 被引量：1
13
作者 范辰骁 李昌青 +3 位作者 罗雨佳 何贝 杨奔 金普军 《光谱学与光谱分析》 北大核心 2025年第7期1979-1985,共7页
无机钼酸盐缓蚀剂因其绿色、低毒和高效的特性,在金属文物防护领域具有广阔的应用前景。采用不同浓度钼酸钠溶液通过化学沉积法在青铜表面构筑缓蚀转化膜,并通过电化学测试和XPS深度剖析研究其组成、结构及性能。实验结果表明,青铜试样... 无机钼酸盐缓蚀剂因其绿色、低毒和高效的特性,在金属文物防护领域具有广阔的应用前景。采用不同浓度钼酸钠溶液通过化学沉积法在青铜表面构筑缓蚀转化膜,并通过电化学测试和XPS深度剖析研究其组成、结构及性能。实验结果表明,青铜试样经1 d浸泡处理后,采用0.2 mol·L^(-1)钼酸钠溶液处理的试样缓蚀效率较高,约为50%,而采用0.02和0.05 mol·L^(-1)钼酸钠溶液处理的试样缓蚀效率相对较低。随着浸泡时间的延长,0.2和0.5 mol·L^(-1)钼酸钠溶液处理的试样缓蚀效率逐渐下降,而0.02和0.05 mol·L^(-1)钼酸钠溶液处理的试样缓蚀效率呈现先上升后下降的趋势。XPS深度剖析揭示,缓蚀膜在1.25~5.00μm范围内发生氧化还原反应,形成SnO_(2)、CuO、Cu_(2)O和MoO_(2)等金属氧化物。其中Cu元素呈现Cu_(2)O外层、Cu_(2)O+CuO过渡层和CuO内层的结构,而Mo元素由表层的MoO_(4)^(2-)向内层转变为MoO_(4)^(2-)+MoO_(2),钼酸根在内层被还原为MoO_(2)。此外,试样经钼酸钠溶液处理后出现钼蓝现象,导致颜色变化明显,其中0.2 mol·L^(-1)溶液处理3 d的试样色差ΔE_(Lab)^(*)约为25,而0.5 mol·L^(-1)溶液处理3 d的试样色差ΔE_(Lab)^(*)约为46。本研究揭示了钼酸盐缓蚀膜的化学组成及结构特征,为其在金属文物防护中的应用提供了重要借鉴。 展开更多
关键词 文物保护 金属文物 青铜器 缓蚀剂 钼酸钠
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环状咪唑啉衍生物在H_(2)SO_(4)溶液中对N80钢的缓蚀性能研究
14
作者 汤梓杰 王鹏杰 +4 位作者 宋昱灏 李浩 刘婉颖 王明安 林元华 《润滑与密封》 北大核心 2025年第7期81-90,共10页
为提高咪唑啉衍生物的缓蚀性能,将咪唑啉衍生物季铵化并引入S元素,合成一种环状咪唑缓蚀剂BS。通过失重实验和电化学实验研究缓蚀剂BS在1.0 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对N80钢的缓蚀性能及其缓蚀机制,通过表面形貌分析进一步验证缓蚀机制... 为提高咪唑啉衍生物的缓蚀性能,将咪唑啉衍生物季铵化并引入S元素,合成一种环状咪唑缓蚀剂BS。通过失重实验和电化学实验研究缓蚀剂BS在1.0 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对N80钢的缓蚀性能及其缓蚀机制,通过表面形貌分析进一步验证缓蚀机制分析的合理性,通过理论模拟从分子水平解释了其缓蚀机制。结果表明,缓蚀剂BS具有优异的缓蚀性能,通过室温下失重实验、交流阻抗谱(EIS)和动电位极化曲线(Tafel)测试,表明400 mg/L的缓蚀剂BS在1.0 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中对N80钢的缓蚀效率分别达到95.79%、98.05%和95.76%。EIS测试结果表明,缓蚀剂BS在N80表面形成稳定保护膜和降低电荷转移速率,从而展现出优异的缓蚀性能。Tafel测试结果表明,缓蚀剂BS是一种抑制阳极为主的混合型缓蚀剂,其在腐蚀溶液中遵循Langmuir等温吸附方程。密度泛函理论(DFT)从分子水平验证缓蚀剂BS的反应活性主要在S和N原子上,分子动力学(MD)模拟证明缓蚀剂BS能稳定且自发地吸附在N80钢表面,径向分布函数(RDF)分析证明缓蚀剂BS与N80表面形成了稳定的配位。研究表明,合成的缓蚀剂BS在1.0 mol/L H_(2)SO_(4)溶液中具有优异的缓蚀性能,具有较好的应用前景。 展开更多
关键词 咪唑啉衍生物 缓蚀剂 缓蚀性能 N80钢 电化学
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基于大语言模型和机器学习模型协作的特征筛选管道助力缓蚀剂精准预测
15
作者 杨景智 刘典典 +5 位作者 龚海燕 郭鑫 金宇婷 马菱薇 张达威 李晓刚 《工程科学学报》 北大核心 2025年第12期2456-2469,共14页
从工农业生产到国防科技,材料腐蚀遍及国民经济中的各个领域,严重威胁设施装备服役安全,造成巨大的经济损失,对人类生命健康产生极大的威胁和隐患.金属缓蚀剂能够改变金属表面状态,使电化学反应的活化能垒增高,从而减缓金属腐蚀速率.缓... 从工农业生产到国防科技,材料腐蚀遍及国民经济中的各个领域,严重威胁设施装备服役安全,造成巨大的经济损失,对人类生命健康产生极大的威胁和隐患.金属缓蚀剂能够改变金属表面状态,使电化学反应的活化能垒增高,从而减缓金属腐蚀速率.缓蚀剂具有低剂量、低成本、高效率等优点,因此成为应用最广泛的腐蚀抑制手段之一.然而,缓蚀剂的种类多样,作用机制复杂,且与环境因素密切相关.传统的腐蚀研究方法,比如失重测试和电化学测试等通常需要大量的人力、物力成本和时间消耗,极大地阻碍了高性能缓蚀剂的设计与应用.需要一种更加高效的技术手段推动缓蚀剂的研究.近年来,材料基因工程技术的发展引领着腐蚀研究从经验试错向数字化、智能化方向变革,利用人工智能技术可实现对现有数据进行分析来预测庞大的未知空间,并探究材料成分、结构与性能的潜在关系.本文基于大语言模型(LLM)和机器学习模型协作的特征筛选管道,借助系统性腐蚀知识注入、提示词设计和递归筛选等技术,从209种特征描述符中筛选得到13种与饱和CO_(2)环境下缓蚀性能最相关的描述符,这些描述符涉及分子物理化学性质,分子结构性质以及环境参数.筛选后,模型预测的均方误差由121降到11.后续的腐蚀实验验证了模型的预测精度与泛化能力.本文开发的缓蚀剂特征筛选流程与机器学习模型,显著提升了CO_(2)环境下高性能缓蚀剂的研发效率. 展开更多
关键词 腐蚀与防护 缓蚀剂 机器学习 大语言模型 饱和CO_(2)
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3.5%NaCl溶液中紫脲酸对AZ31B镁合金的缓蚀作用
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作者 翟亚如 熊金平 +1 位作者 赵景茂 樊保民 《表面技术》 北大核心 2025年第24期118-127,共10页
目的为提高镁合金耐蚀性并进一步探究缓蚀剂的作用机理,选取紫脲酸(PPA)有机缓蚀剂应用于AZ31B镁合金。方法采用电化学技术、析氢测试以及静态失重法测试紫脲酸在质量分数为3.5%的NaCl溶液中对AZ31B镁合金的缓蚀效果,并利用扫描电镜观... 目的为提高镁合金耐蚀性并进一步探究缓蚀剂的作用机理,选取紫脲酸(PPA)有机缓蚀剂应用于AZ31B镁合金。方法采用电化学技术、析氢测试以及静态失重法测试紫脲酸在质量分数为3.5%的NaCl溶液中对AZ31B镁合金的缓蚀效果,并利用扫描电镜观察表面形态,利用XRD和XPS研究表面膜层结构和成分,进而深入分析PPA的缓蚀机理。结果失重测试、析氢测试和电化学测试显示PPA对AZ31B具有较好的缓蚀作用。25℃时,由失重法得到的缓蚀效率为74.9%,由析氢法得到的缓蚀效率为59.6%,由电化学阻抗得到的缓蚀效率为73.5%,由动电位极化得到的缓蚀效率为53.9%。缓蚀效率的不同是由于测试方法不同导致的。随着实验温度的升高和浸泡时间的延长,PPA的缓蚀效率增加,由失重法得到的缓蚀效率最高可到93.9%(50℃,72 h)。SEM-EDS、XRD和XPS结果表明AZ31B镁合金表面保护膜层为PPA阴离子插层的Mg Al-LDH,膜层致密。结论PPA对AZ31B镁合金的缓蚀机理为:在3.5%NaCl溶液中加入PPA后,PPA分子电离出氢离子,使溶液变为酸性,而PPA变为阴离子。由于阴极发生析氢反应,溶液的p H会升高,最终稳定在p H=10,碱性环境下促进了镁基体表面Mg Al-LDH的生成,PPA则以阴离子形式插入Mg Al-LDH的层间,在AZ31B镁合金表面生成了具有PPA阴离子插层的Mg Al-LDH保护膜,隔绝了镁基体与腐蚀介质的直接接触,减缓了腐蚀。 展开更多
关键词 紫脲酸 AZ31B 镁合金缓蚀剂 MgAl-LDH 缓蚀机理
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植物缓蚀剂的研究进展及其在金属材料防腐中的应用
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作者 徐姿仪 陈倚 +4 位作者 韩嘉茹 魏雅晓 乔冬升 邱丽娜 弓爱君 《表面技术》 北大核心 2025年第17期1-17,共17页
金属材料因其优异的力学性能被广泛应用于建筑、交通及电子制造等领域,但因腐蚀问题导致其寿命缩短、安全隐患增大,并造成了巨大的经济和环境损失。缓蚀剂是一种经济高效的防腐手段,其中植物缓蚀剂(Plant corrosion inhibitors)以绿色... 金属材料因其优异的力学性能被广泛应用于建筑、交通及电子制造等领域,但因腐蚀问题导致其寿命缩短、安全隐患增大,并造成了巨大的经济和环境损失。缓蚀剂是一种经济高效的防腐手段,其中植物缓蚀剂(Plant corrosion inhibitors)以绿色友好、原料来源广泛、易于提取等优势成为研究热点。系统综述了植物缓蚀剂的研究进展,重点探讨其活性成分与作用机制的构效关系。通过对比分析发现,部分体系在酸性介质中对碳钢、铜等材料的缓蚀效率超过95%,且利用复配协同效应(如与碘化钾结合)可以显著提升缓蚀效率。采用电化学(EIS、PDP)结合吸附等温线的方法时,植物缓蚀剂多表现为混合型抑制机制,其吸附行为与Langmuir、Freundlich或Temkin等温模型拟合。此外,现代提取技术(超声波、微波辅助)与传统方法相比,在效率和环保性上更具优势。最后,针对现有问题提出优化提取工艺,拓展其在电子制造和航空航天等精密工业中的应用,并利用大数据技术建立缓蚀剂数据库等,旨在为植物缓蚀剂的设计及多领域应用提供参考。 展开更多
关键词 金属材料 植物缓蚀剂 腐蚀防护 绿色化学 腐蚀抑制机制
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组氨酸丁酯对甲苯磺酸盐制备及缓蚀性能研究
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作者 刘畅 王雷 +2 位作者 温井龙 卜星宇 徐睿瑶 《材料导报》 北大核心 2025年第S1期690-694,共5页
以L-组氨酸、正丁醇、苯、对甲苯磺酸为原料,制备绿色高效的组氨酸丁酯对甲苯磺酸盐(Hbp)。通过质谱(MS)、核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、红外光谱(IR)等手段表征产品的结构。采用极化曲线、阻抗谱图、失重等方法研究液相缓蚀能力,根据GB/T ... 以L-组氨酸、正丁醇、苯、对甲苯磺酸为原料,制备绿色高效的组氨酸丁酯对甲苯磺酸盐(Hbp)。通过质谱(MS)、核磁共振氢谱(^(1)H NMR)、红外光谱(IR)等手段表征产品的结构。采用极化曲线、阻抗谱图、失重等方法研究液相缓蚀能力,根据GB/T 35491检测法研究气相缓蚀能力。通过量子化学计算研究产物结构对缓蚀性能的影响。研究结果表明:质谱检测到的分子量为381,分子式为C_(17)H_(23)N_(3)SO_(5),结合核磁共振氢谱与红外光谱可证明产物为组氨酸丁酯对甲苯磺酸盐。其为白色固体,无味,熔程为221~223℃;浓度为1 mmol/L的缓蚀剂在0.5 mol/L硫酸溶液中对Q235碳钢的缓蚀效率相比于L-组氨酸本身有较大提高。 展开更多
关键词 缓蚀剂 Q235碳钢 L-组氨酸 对甲苯磺酸
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气相缓蚀剂的性能评价方法研究进展
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作者 丁瑶 李文强 +1 位作者 温永红 詹天荣 《化学工业与工程》 北大核心 2025年第1期98-105,共8页
气相缓蚀剂作为一种防锈周期长、操作简单、成本低的防锈手段,近年来备受关注并取得了较大进展。随着多种气相缓蚀剂的出现,如何更有效全面的评价一种气相缓蚀剂的作用效果变得尤为重要。综述了气相缓蚀剂的缓蚀性能的评价方法,包括常... 气相缓蚀剂作为一种防锈周期长、操作简单、成本低的防锈手段,近年来备受关注并取得了较大进展。随着多种气相缓蚀剂的出现,如何更有效全面的评价一种气相缓蚀剂的作用效果变得尤为重要。综述了气相缓蚀剂的缓蚀性能的评价方法,包括常规实验法、电化学评价方法、近代分析测试方法和构效关系计算方法,并展望了其评价方法的发展趋势。 展开更多
关键词 气相缓蚀剂 大气腐蚀 电化学测试 表面分析技术
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2-氨基苯并咪唑在微蚀超粗化中的应用及作用机理分析
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作者 袁永祺 沈勇 《表面技术》 北大核心 2025年第20期135-145,共11页
目的研究印制电路板生产超粗化工艺中2-氨基苯并咪唑(2-AB)作为缓蚀剂对铜基材与环氧树脂界面结合力的提升效果及其机理分析。方法采用失重法、喷淋法、真空热压法制备了铜-树脂压合物。通过剥离测试检验结合强度提升效果。通过扫描电... 目的研究印制电路板生产超粗化工艺中2-氨基苯并咪唑(2-AB)作为缓蚀剂对铜基材与环氧树脂界面结合力的提升效果及其机理分析。方法采用失重法、喷淋法、真空热压法制备了铜-树脂压合物。通过剥离测试检验结合强度提升效果。通过扫描电子显微镜(SEM)、原子力显微镜(AFM)和背散射电子衍射(EBSD)等方法,从表面特征形貌、粗糙度、选择性腐蚀等角度解析界面结合力增强的微观机制。通过动电位极化测试和阻抗谱测试(EIS)验证缓蚀剂在酸性铜离子溶液中的有效性,研究了其缓蚀机理。结果缓蚀剂的加入能够降低蚀刻液的腐蚀速率。2-AB的存在有助于在铜表面形成可提升结合力的表面结构,增大铜与树脂的接触面积,显著提升铜-树脂的结合强度。在2-AB的影响下,铜-树脂的结合强度相较于2-AB类似物1-氨基苯并三唑影响下的铜-树脂结合强度提升了2倍以上。铜表面有助于提升结合力的结构,是在2-AB影响下通过选择性保护来实现的。2-AB通过不完整的吸附层实现了表面粗化的目的。结论2-AB作为超粗化过程中的缓蚀剂,可以显著提升铜-树脂之间的结合强度。 展开更多
关键词 2-氨基苯并咪唑 铜 表面结合力 缓蚀剂 超粗化 表面改性
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