季铵盐型酸化缓蚀剂的合成及其缓蚀机理研究

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。

目录

文摘

英文文摘

声明

第一章前言

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鉴定

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