季铵盐型酸化缓蚀剂的合成及其缓蚀机理研究

论文摘要

本文用氯化苄、二溴乙烷、氯丙烯、环氧氯丙烷、对氯甲基苯乙烯五种季铵化试剂分别与喹啉和吡啶反应,合成了12种季铵盐型缓蚀剂。通过红外光谱和核磁共振谱鉴定,确定这些生成物都符合预先设定的结构。通过失重法对它们的缓蚀性能进行了评价,并讨论了缓蚀剂浓度、腐蚀温度、酸液浓度对缓蚀性能的影响,结果发现:喹啉型季铵盐的缓蚀剂性能要优于吡啶型季铵盐;六种喹啉型季铵盐缓蚀性能相比,1,3-二氯化喹啉-2-羟基丙烷<环氧丙烷基氯化喹啉<1,2-二溴化喹啉乙烷<烯丙基氯化喹啉<（4-乙烯基）-苄基氯化喹啉<苄基氯化喹啉;六种吡啶型季铵盐缓蚀性能相比,1,2-二溴化吡啶乙烷<1,3-二氯化吡啶-2-羟基丙烷<烯丙基氯化吡啶<环氧丙烷基氯化吡啶<（4-乙烯基）-（4-乙烯基）-苄基氯化吡啶<苄基氯化吡啶;随缓蚀剂浓度增加,缓蚀效果增强;随温度、酸液浓度增加,缓蚀效果减弱。通过Tafel曲线和EIS谱研究了这些缓蚀剂的缓蚀机理,结果表明:合成的12种季铵盐型缓蚀剂的缓蚀机理均属于“负催化效应”,其中除1,2-二溴化吡啶乙烷是阴极型缓蚀剂外,其余11种均为以抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂。用所得机理对缓蚀性能进行解释,可知:对于季铵盐型缓蚀剂,缓蚀剂分子的空间位阻越小,分子中能与Fe原子形成配位键的基团越多,且形成配位键的基团亲水性越差,则缓蚀性能越好。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 研究意义
• 1.2 主要研究内容
• 第二章 油田腐蚀及缓蚀综述
• 2.1 油田酸化
• 2.2 腐蚀概况
• 2.2.1 腐蚀定义
• 2.2.2 腐蚀机理
• 2.2.3 腐蚀种类
• 2.2.4 防腐方法
• 2.3 缓蚀剂概述
• 2.3.1 缓蚀剂的概念及其优点
• 2.3.2 缓蚀剂的分类
• 2.3.3 酸性介质中有机缓蚀剂作用机理
• 2.4 酸化缓蚀剂
• 2.4.1 国外酸化缓蚀剂的发展现状
• 2.4.2 国内酸化缓蚀剂的发展现状
• 2.4.3 常用的酸化缓蚀剂
• 2.5 聚合物型缓蚀剂的发展
• 2.6 缓蚀作用研究方法
• 2.6.1 失重法
• 2.6.2 量热法
• 2.6.3 电化学方法
• 2.6.4 现代表面分析技术
• 2.7 酸化缓蚀剂的发展趋势
• 第三章 季铵盐型酸化缓蚀剂的合成及结构表征
• 3.1 实验仪器和药品
• 3.2 实验方法
• 3.2.1 合成机理
• 3.2.2 合成
• 3.2.3 提纯
• 3.3 实验结果及讨论
• 3.3.1 红外谱图分析
• 3.3.2 核磁共振氢谱分析
• 3.4 本章小结
• 第四章 缓蚀性能评价
• 4.1 实验部分
• 4.2 结果与讨论
• 4.2.1 缓蚀剂浓度对腐蚀速率的影响
• 4.2.2 温度对腐蚀速率的影响
• 4.2.3 酸液浓度对腐蚀速率的影响
• 4.2.4 由同种季铵化试剂合成的季铵盐缓蚀性能比较
• 4.2.5 由不同季铵化试剂合成的同类季铵盐比较
• 4.3 本章小结
• 第五章 季铵盐型酸化缓蚀剂缓蚀机理的研究及验证
• 5.1 酸性介质中金属腐蚀的电化学原理
• 5.2 酸性介质中缓蚀剂的作用方式
• 5.3 实验方法
• 5.4 缓蚀机理研究
• 5.4.1 Tafel 曲线外推法研究
• 5.4.2 EIS 谱研究
• 5.5 对缓蚀性能评价结果的解释
• 5.5.1 缓蚀剂浓度对缓蚀效果的影响
• 5.5.2 腐蚀温度对缓蚀效果的影响
• 5.5.3 酸液浓度对缓蚀效果的影响
• 5.5.4 由同种季铵化试剂合成的季铵盐
• 5.5.5 由不同季铵化试剂合成的同类季铵盐比较
• 5.6 结论验证
• 5.7 本章小结
• 结论
• 参考文献
• 致谢