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新型无机缓蚀剂的制备及性能研究

新型无机缓蚀剂的制备及性能研究

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作者：郑超超西南石油大学

学位级别：硕士

钢铁材料被广泛用于生活和工业生产中,但由于在使用过程中无法避免的要接触到各种腐蚀介质,以致于很容易被腐蚀失效,这不但会造成巨大的经济损失,而且还会因为严重的安全事故威胁到人们的生命安全。因此,对钢铁材料进行防腐蚀研究是一... 详细信息

钢铁材料被广泛用于生活和工业生产中,但由于在使用过程中无法避免的要接触到各种腐蚀介质,以致于很容易被腐蚀失效,这不但会造成巨大的经济损失,而且还会因为严重的安全事故威胁到人们的生命安全。因此,对钢铁材料进行防腐蚀研究是一项长期、急切和重要的工作。缓蚀剂因其具有操作方便、成本低、见效快等特点现已成为一种经济有效的防腐蚀方法。钨酸盐、稀土盐、锡盐以及钛盐由于低毒、无公害的特点成为了新型无机缓蚀剂的研究热点。目前,由于钨酸盐和稀土盐单独使用量大且性能不稳定,这一定程度上限制了钨酸盐和稀土盐缓蚀剂在工业上的应用,故对此研究的方向主要集中在复配的思路上。另外,将锡盐和钛盐作为缓蚀剂用于碳钢的防腐蚀研究还很少,但由于它们在物理和化学上的特点,显然具有作为缓蚀剂的潜质。以上四种无机盐不仅在理论上具备缓蚀剂应该具备的条件,在我国的资源储量上也具有很大优势。因此,对以上四种无机盐进行缓蚀剂的制备和性能研究具有很重要的理论价值和现实意义。本文首先将钨酸钠和硝酸铈进行复配,研究在三种介质中(氯化钠、盐酸、磷酸)对X80管线钢的缓蚀性能,并针对制备的w-ce复合缓蚀剂在盐酸和磷酸溶液中缓蚀性能不理想的情况,对其添加中性红进行改性提升。其次,在pH值为1的盐酸溶液中,制备了对X80钢具有很强防腐蚀效果的硫酸亚锡单组分缓蚀剂,并对其缓蚀剂进行了缓蚀机理研究。最后,探究了硫酸氧钛缓蚀剂对X80.管线钢的防腐蚀效果和机理。本文采用失重法对不同缓蚀体系的缓蚀效率进行研究,并结合宏观形貌观察对其缓蚀效果进行评价和分析;采用电化学工作站对X80管线钢试样在不同缓蚀体系中的电化学特性进行测试,分析不同缓蚀剂对试样腐蚀溶解的电化学反应以及电化学机理;采用X-射线能谱仪对试样表面保护膜进行微区分析,对表面保护膜的微区所含元素进行定性分析;采用X-射线衍射仪对试样表面薄膜进行物相分析,确定薄膜的组成物相;其结果表明：在氯化钠溶液中,w-ce复合缓蚀剂对X80钢片的缓蚀作用,主要是通过ce3+和w042-形成的杂多酸[ce(wO4)3]n3与钢片表面的Fe配位吸附作用,形成一层缓蚀膜而产生优良的抑制腐蚀效果;中性红可使w-ce复合缓蚀剂在盐酸和磷酸溶液中对X80管线钢的缓蚀性能有明显提升,这不仅是因为中性红分子自身能够与Fe发生配位化学吸附,也是因为它自身的N原子可分别与ce3+和wO42-中的空轨道作用形成大分子配合物吸附在钢片表面隔绝腐蚀介质;盐酸溶液中,硫酸亚锡单组分缓蚀剂对X80钢具有很强的防腐蚀性能,这主要是单质锡与被保护金属表面产生化学吸附,形成致密稳定的隔绝膜所致;盐酸溶液中,硫酸氧钛缓蚀剂对X80管线钢具有一定的缓蚀作用,这主要是由于偏钛酸根离子上的氧原子与钢片表面的铁原子发生配位作用,产生了化学吸附,但由于受参与配对的孤对电子数量限制,缓蚀性能表现一般。

关键词： w-ce复合缓蚀剂 SnSO4 X80管线钢化学吸附缓蚀膜

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