咪唑基離子液體對(duì)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(duì)0.5M硫酸溶液中X65鋼的緩蝕性能研究重慶大學(xué)碩士學(xué)位論文（學(xué)術(shù)學(xué)位）學(xué)生姓名：陳南西指導(dǎo)教師：張勝濤教授專業(yè)：化學(xué)學(xué)科門類：理學(xué)重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院二O一七年五月重慶大學(xué)碩士學(xué)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(yīng)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(duì)其腐蝕過(guò)程的影響，對(duì)于實(shí)際工業(yè)中篩選有效緩蝕劑具有理論和現(xiàn)實(shí)意義。近年來(lái)，隨著可持續(xù)發(fā)展的需要，越來(lái)越多的環(huán)境友好型物質(zhì)被用作

2、緩蝕劑進(jìn)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(wú)揮發(fā)、溶解性好、熱穩(wěn)定性好、可設(shè)計(jì)性等優(yōu)點(diǎn)，近年來(lái)被陸續(xù)用作緩蝕劑進(jìn)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(duì)X65鋼的抗腐蝕性能以及防腐機(jī)制，本文應(yīng)用極化曲線、交流阻抗、失重法、表面形貌及量子化學(xué)計(jì)算等多種技術(shù)，對(duì)上述體系的腐蝕性能進(jìn)行了測(cè)試與研究，并評(píng)價(jià)了相應(yīng)的緩蝕效果。本文的主要結(jié)果如下：（1）交流阻抗的測(cè)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(yīng)體系中的電荷轉(zhuǎn)移電阻Rct值不斷增大，因此腐蝕反應(yīng)過(guò)程中的阻力不斷增大，緩蝕效率隨之增大，而對(duì)應(yīng)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(hù)膜，有效抑制了硫酸對(duì)X65鋼的腐蝕。（2）動(dòng)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(duì)陰極過(guò)程的抑制作用相對(duì)較大，且緩蝕劑的加入未改變陰極析氫和金屬陽(yáng)極氧化的反應(yīng)機(jī)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(shí)驗(yàn)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(shí)驗(yàn)結(jié)果與極化曲線實(shí)驗(yàn)的緩蝕效率變化及交流阻抗測(cè)試實(shí)驗(yàn)結(jié)果有良好的吻合性。（4）吸附熱力學(xué)的計(jì)算結(jié)果顯示，所研究的五種離子液體在0.5MH2SO4溶液中對(duì)X65鋼表面的吸附符合Langmuir吸附等溫式，而且其計(jì)算所得的吸附吉布斯自由能均為負(fù)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(jìn)行的，它們的吸附均是物理吸附與化學(xué)吸附共同作用的結(jié)果。（5）量子化學(xué)計(jì)算結(jié)果顯示，緩蝕劑的抗腐蝕性能與較低的分子