新型双子表面活性剂在H2S和CO2盐水溶液中对碳钢的缓蚀性能

doi:10.3866/PKU.WHXB201112293

物理化学学报 >> 2012, Vol. 28 >> Issue (03): 623-629.doi: 10.3866/PKU.WHXB201112293

新型双子表面活性剂在H₂S和CO₂盐水溶液中对碳钢的缓蚀性能

赵景茂, 李俊

北京化工大学材料科学与工程学院, 北京 100029

收稿日期:2011-10-17 修回日期:2011-12-26 发布日期:2012-02-23
通讯作者: 赵景茂 E-mail:jingmaozhao@126.com
基金资助:
国家自然科学基金(51171013)资助项目

Corrosion Inhibition Performance of Carbon Steel in Brine Solution Containing H₂S and CO₂by Novel Gemini Surfactants

ZHAO Jing-Mao, LI Jun

College of Materials Science and Engineering, Beijing University of Chemical Technology, Beijing 100029, P. R. China

Received:2011-10-17 Revised:2011-12-26 Published:2012-02-23
Contact: ZHAO Jing-Mao E-mail:jingmaozhao@126.com
Supported by:
The project was supported by the National Natural Science Foundation of China (51171013).

摘要/Abstract

摘要： 合成了一系列含有羟基的双子表面活性剂: 1,3-双(十二烷基二甲基氯化铵)-2-丙醇(12-3OH-12), 1,3-双(十四烷基二甲基氯化铵)-2-丙醇(14-3OH-14), 1,3-双(十六烷基二甲基氯化铵)-2-丙醇(16-3OH-16)和1,3-双(十八烷基二甲基氯化铵)-2-丙醇(18-3OH-18). 采用静态失重法、极化曲线和交流阻抗技术研究了其在H₂S/CO₂ 腐蚀环境中对L360 钢的缓蚀作用. 结果表明, 三种研究方法取得的结论是一致的, 缓蚀效果为14-3OH-14>12-3OH-12>16-3OH-16>18-3OH-18. 其中, 12-3OH-12 和14-3OH-14 都表现出很好的缓蚀效果, 在35 mg·L^-1的较低浓度下缓蚀率就达95%以上. 极化曲线测试结果表明n-3OH-n (n=12, 14, 16, 18)型双子表面活性剂是一种以阳极抑制为主的混合型缓蚀剂. 除n=18 外, 其它三种双子表面活性剂n-3OH-n (n=12,14, 16)在L360 钢表面的吸附服从朗缪尔等温线, 并且属于物理和化学混合吸附. 提出了一个用来解释双子表面活性剂在H₂S/CO₂溶液中缓蚀机理的吸附模型.

关键词: 缓蚀剂, 双子表面活性剂, 腐蚀, 硫化氢, 二氧化碳

Abstract: A series of novel gemini surfactants containing hydroxyl group have been synthesized including 1,3-bis(dodecyl dimethyl ammonium chloride)-2-propanol, 1,3-bis(myristyl dimethyl ammonium chloride)-2-propanol, 1,3-bis(hexadecyl dimethyl ammonium chloride)-2-propanol, and 1,3-bis(octadecyl dimethyl ammonium chloride)-2-propanol, designated as n-3OH-n (n=12, 14, 16, 18, respectively). The corrosion inhibition for carbon steel in brine solution containing H₂S and CO₂ was investigated using weight loss method, potentiodynamic polarization, and electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The results showed that the inhibition efficiencies (IEs) obtained from all of the methods employed demonstrated a clear trend, with the IEs of the gemini surfactants ranked as 14-3OH-14>12-3OH-12> 16-3OH-16>18-3OH-18. Among them, 14-3OH-14 and 12-3OH-12 acted as excellent corrosion inhibitors with IE values greater than 95% at an additive concentration of 35 mg·L^-1. Potentiodynamic polarization curves clearly revealed that the gemini surfactants are mixed-type inhibitors which preferentially inhibit the anodic corrosion process. Adsorption of the synthesized gemini surfactants n-3OH-n (n=12, 14, 16) onto a carbon steel surface obeys the Langmuir adsorption isotherm and they exhibit a mixed physical and chemical adsorption. An adsorption model was proposed to elucidate the inhibition mechanism of gemini surfactants.

Key words: Corrosion inhibitor, Gemini surfactant, Corrosion, Hydrogen sulfide, Carbon dioxide

赵景茂, 李俊. 新型双子表面活性剂在H₂S和CO₂盐水溶液中对碳钢的缓蚀性能[J]. 物理化学学报, 2012, 28(03), 623-629. doi: 10.3866/PKU.WHXB201112293

ZHAO Jing-Mao, LI Jun. Corrosion Inhibition Performance of Carbon Steel in Brine Solution Containing H₂S and CO₂by Novel Gemini Surfactants[J]. Acta Phys. -Chim. Sin. 2012, 28(03), 623-629. doi: 10.3866/PKU.WHXB201112293

链接本文: https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/10.3866/PKU.WHXB201112293

https://www.whxb.pku.edu.cn/CN/Y2012/V28/I03/623

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