碱性介质中两种Mannich碱对H62黄铜的缓蚀性能和吸附行为.pdf

第22卷第6期
化学研究与应用
o].22.No.6
2010年6月
Chemical Research and Application
010
文章编号:1004-1656(2010)06-0704-06
碱性介质中两种 Mannich碱对H62黄铜的
缓蚀性能和吸附行为
左书瑞,刘瑞泉
(新疆大学化学化工学院,新疆鸟鲁木齐830046)
摘要:本文采用“一锅法”合成了两种 Mannich碱1-(3-氧代丁基)硫脲(OBT)和1-(3-氧代3-苯丙基)硫脲
(OPFT),并采用失重法和电化学研究方法研究了两种 Mannich碱对H62黄铜在5%(w) NAECO3水溶液中的
缓蚀性能和吸附行为。结果表明:在5% NAHCO3水溶液中这两种化合物对H62黄铜均有较好的缓蚀效果,缓
蚀效率大小顺序为OPT>OBT。并且OBT与OPPT均为阴极型缓蚀剂。两种化合物在铜表面上的吸附过程
为放热过程,其在铜表面上的吸附行为服从 Langmiur吸附等温式,属于物理吸附。
关键词:缓蚀剂;铜; Mannich碱; NAHCO3;吸附行为
中图分类号:0646.6文献标识码:A
Inhibition action and adsorption behavior of two Mannich
bases on 862 Brass in alkaline medium
ZUO Shu-rui, 1U Rui-quan
College of Chemistry and Chemical Engineering, Xinjiang University, Urumqi830046, China)
Abstract: Two manch aes 1-(3-xu uea(BT and 1(-- op )thiourea(PT)were synthesized by
one-pot preparation. Their inhibit on action and adsorption ehavior on H62 rass in aqueous NAHCO (mass fraction 5%)solution
were investigated by means of mass loss and electrochemical techniques. It was showed that the two compounds were good corrosio
inhibitors for brass in NAHCO, solution. The inhibition efficiency of the two compounds was found to decrease as follows: OBT
OPPT. Both OBT and OPPT were cathode-type inhibitors. The adsoption presses were exothermic reaction and belong to physical
adsorption, and the adsorption behavior followed Langmuir isotherm
Key words: inhibitor; H62 brass; Mannich base; Nalco,; adsorption behavior
黄铜因其具有极好的导电、导热和抗腐蚀性的腐蚀非常严重,因此研究碱性介质中黄铜的腐
能等优点,已成为一种重要的工业材料,在很多领蚀机理,降低碱性介质中黄铜的腐蚀速率具有重
城开始代替碳钢应用在电子设备、冷热水管道、石要意义。
油管道、海洋和海水等加热或冷却体系中。但是
降低铜的腐蚀速率有多种途径,其中在腐蚀
在苛刻的环境中和在长期使用中铜也会发生腐介质中加入缓蚀剂是非常简单有效的方法,常用
蚀,从而丧失其优良的物理化学性能2。尤其是的是有机类缓蚀剂。有机缓蚀剂分子的缓蚀作用
我国西北地区水质偏碱性,油田地下管道铜部件是通过其在材料表面的牢固吸附,形成有效的隔
收稿日期:2009-10-26;修回日期:20101-18
联系人简介:刘瑞泉(1953-),男,教授,研究方向:金属腐蚀与防护。Email:Liu.rq@163.com
第6期
左书瑞等:碱性介质中两种 Mannich碱对H62黄铜的缓蚀性能和吸附行为
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离膜,从而将金属表面与介质中反应物种分开而1.1硫脲类 Mannich碱的合成
实现的341。 Mannich碱是一种典型的吸附型缓蚀
甲醛、丙酮、苯乙酮、无水乙醇、浓盐酸均为分
剂,具有优异的缓蚀性能,其作为酸性介质中金属析纯。旋转蒸发仪(郑州长城科工贸有限公司)、
的缓蚀剂而受到重视,已被成功地应用于石油开CH160C电化学工作站(上海辰华仪器公司)、
采工业中3?,但是作为碱性介质中铜的缓蚀剂报 BRUKEREUINOX-55型红外光谱仪器(徳国)、
道较少。本文采用“三组分一锅法”合成了两种硫 BUCH B-540熔点仪(瑞士)。
脲类曼尼希碱,碗脲基团中的S、N原子均具有同
合成方法”り:在装有搅拌器、回流冷凝管、温
金属表面形成共价吸附的条件和可能。当分子结度计的三颈烧瓶中,加入50mL无水乙醇,再分别
构发生紧密卷曲时,可在金属表面形成一种多中将硫脉、丙酮(或苯乙啊)、甲醛按1:1:1的比例加
心吸附,从而提高化合物的缓蚀作用特性门。本入到无水乙醇中,滴加24滴浓盐酸,加热条件下
文研究了其在5% NAHCO3水溶液中对H62黄铜的搅拌24h,有大量白色固体析出,冷却,抽滤,滤饼
缓蚀性能和吸附行为。
用乙醇洗涤,用水重结晶,干燥得白色固体,收率
1实验部分
为84.6%(79.8%)。
两种化合物的结构如下
H2
3
OBT
2缓蚀性能的测试
量分数为5%的 NAHCO3水溶液,实验温度为(25
失重法采用的实验材质为H62黄铜(50mx±1)℃。将铜片静态悬挂于试验介质中浸泡72h,
25mx2mm),其化学组成见表1。使用前试片经然后将试片取出用硬橡皮擦除腐蚀产物并用蒸馏
丙酮除油、水洗、耐水砂纸打磨后用丙酮、乙醇浸水冲洗,再用丙酮、无水乙醇浸泡脱水,室温下干
泡脱水,室温下干燥后称重备用。实验介质是质燥后称重,由试片的失重来计算缓蚀效率η(%)。
表1H62黄铜化学组成的质量百分数(%
Table 1 chemstry component of H62 brass(%)
元素
Sb
Bi
P
杂质
含量
60.563.5
0.15
0.005
0.002
0.01
余量
电化学测试用CH660C电化学工作站(上海辰
两种化合物的R谱图见图1。IR数据
华仪器公),采用传统的三电极体系。Hg/Hg0电(wem2)及熔点(℃)分别为
极为参比电极,大面积铂片电极为辅助电极,工作
电极为H62黄铜片。将铜片四周用环氧树脂胶涂
封,暴露在空气中的面积为0.5cm2,实验温度为(25
1)℃,实验前研究电极均用耐水砂纸打磨呈镜面
光亮并用丙酮清洗,再用蒸馏水冲洗擦干,所有的
测试均在质量分数为5%的 NAHCO3水溶液中进行。
极化曲线测试电位扫描幅度为E。mr±2560mV,扫描
400035003000250020001500