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摘 要

钢铁在生活与高科技产品上应用日趋广泛，然而随之而来由于钢铁腐蚀带来的经济损失也愈发严重，有时甚至会对人们的生命造成威胁，所以金属缓蚀是一项非常重要且热门的话题。咪唑啉类缓蚀剂由于其高效性及低毒性而备受关注。本文旨在氧化铝做催化剂下，通过二乙烯三胺与三氟乙酸以及溴代十二烷为原料，制备1，1-氨乙基-十二烷基-2-三氟甲基-咪唑啉氯盐，并利用静态实重法，电化学测试法，SEM法对于其缓蚀效果进行评测，并以此方法探究其在盐酸与硫酸中的缓蚀效果的异同。而跟据实验结果可知，其在两种酸环境中均具有优秀的缓蚀效果，并且缓蚀剂的缓蚀机理已利用电化学阻抗谱和Langmuir吸附等温式和吉布斯自由能的公式验证，得出其在金属表面所进行的过程属于物理吸附，并以此来形成保护膜，抑制阳极金属所进行的溶解过程，缓解金属腐蚀。

关键词：咪唑啉 缓蚀剂 电化学 Q235钢

Inhibition of corrosion of carbon steel by halogenated imidazoline ionic liquids in different acidic solutions

Abstract

Steel is increasingly used in life and high-tech fields. However, the economic losses caused by steel corrosion are becoming more and more serious, and sometimes even threaten people's lives. Therefore, metal corrosion inhibition is very important. And hot topics. Imidazoline corrosion inhibitors have captured much more attention due to their good performance and low virulence. The purpose of paper is to prepare 1-(2-aminoethyl)-1-dodecyl-2-(trifluoromethyl)-4,5-dihydro-1H-imidazol-1-ium chlo- -ride([ADTDI]Cl) by using diethylenetriamine, trifluoroacetic acid and bromododecane as raw materials, and using static solid weight method, electrochemical test method and scanning electron microscope method. The etch effect was evaluated, and the similarities and differences between the corrosion inhibition effects in hydrochloric acid and sulfuric acid were investigated by this method. According to the experimental results, it has excellent corrosion inhibition effect in both acid environments, and the corrosion inhibition mechanism of corrosion inhibitor has been verified by electrochemical impedance spectroscopy and Langmuir adsorption isotherm and Gibbs free energy formula. It is found that it conforms to physical adsorption on the metal surface and inhibits the dissolution of the anode metal, thereby relieving metal corrosion.

Key words: Imidazoline；Corrosion inhibitor ；Electrochemical ；Q235 steel

目 录

摘要 Ⅰ

Abstract II

第一章 绪论 1

1.1.低碳钢的应用及现状 1

1.2.金属防腐的方法 1

1.3.缓蚀剂的分类 1

1.阳极缓蚀剂 2

2.阴极缓蚀剂 3

3.混合型缓蚀剂 3

1.3.1.咪唑啉类缓蚀剂的优点 3

1.3.2.咪唑啉类缓蚀剂的研究现状 3

第二章 实验部分 5

2.2.实验药品与仪器 5

2.3.样品准备 6

2.4.失重试验 7

2.5.电化学测试 7

1.电化学阻抗谱原理 8

2.等效电路法原理 8

2.6.扫描电子显微镜测试 8

第三章 结果与讨论 9

3.1.失重试验 9

3.2.电化学开路电位曲线 9

3.3.电化学极化曲线 10

3.4.电化学阻抗谱 12

3.5.表面分析 14

3.6.吸附等温线 15

第四章 结论 16

参考文献 17

致谢 21

第一章 绪论

1.1.低碳钢的应用及现状

低碳钢现在已经作为重要的工业材料被应用在各个领域，如反应容器，以及各种建筑材料^[1,2,3]等等。特别是在钢筋领域，钢筋的腐蚀问题，尤其是过多的氯离子会破坏钢筋，导致混凝土的碱性降低，是持续影响钢筋混凝土各种重要性能的一个重要原因^[4,5]。一些酸溶液，特别是盐酸溶液，较多被使用在酸洗，以及酸除垢等方面，这些过程都会对低碳钢造成严重的腐蚀^[6,7]，而由于腐蚀性介质，诸如酸等物质，造成的低碳钢的腐蚀，会在工业领域以及人们生活中造成严重的经济损失^[8]，由于在氯化物存在的作用下，钢筋未被保护的部分会被溶解，其腐蚀产物会是钢筋的体积显著增大，即腐蚀产物的体积，大于原始钢筋。因此，被腐蚀的钢筋周围会产生膨胀应力，进而导致钢筋与混凝土之间产生裂缝，甚至剥落，从而降低了其结构的适用性^[10-12]。

据统计，一年由于金属被腐蚀而造成的直接经济亏损超过了两百亿元^[9]。更可怕的是，有时甚至会对人们的生命安全造成极大的威胁，所以关于低碳钢的缓蚀项目是一项有意义的研究。

1.2.金属防腐的方法

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