【摘要】：金屬腐蝕在生活中極為普遍,給人類造成了巨大的損失,添加緩蝕劑是防止腐蝕的有效方法之一。咪唑啉類緩蝕劑和巰基醇類緩蝕劑具有良好的緩蝕性能,但是關(guān)于咪唑啉類緩蝕劑和巰基醇類緩蝕劑之間協(xié)同作用的理論研究,尚未見報道。本文使用分子動力學方法研究油酸基咪唑啉與巰基乙醇緩蝕劑之間的協(xié)同作用機理,為實驗提供理論信息,也為開發(fā)新的復(fù)配緩蝕劑提供理論依據(jù)。本文構(gòu)建了不同濃度的油酸基咪唑啉緩蝕劑在金屬表面的吸附模型、油酸基咪唑啉與巰基乙醇濃度比例分別為1:5、1:3、1:1、3:1、5:1的復(fù)配緩蝕劑在金屬表面的吸附模型。通過動力學模擬得到分子的吸附構(gòu)型、吸附強度、緩蝕劑膜的排水性等信息,探討油酸基咪唑啉緩蝕劑濃度對緩蝕性能的影響以及不同復(fù)配比例對緩蝕性能的影響,分析油酸基咪唑啉緩蝕劑與巰基乙醇緩蝕劑的協(xié)同作用機理。得出的主要結(jié)論如下:1.在水溶液中,油酸基咪唑啉分子在鐵表面吸附時優(yōu)先采用平行吸附方式,所形成的緩蝕劑膜能夠有效覆蓋金屬表面阻礙腐蝕離子靠近金屬表面,具有良好的緩蝕性能。隨著油酸基咪唑啉濃度增加,緩蝕性能增強;當模型中油酸基咪唑啉分子數(shù)超過18后,隨著油酸基咪唑啉濃度增加,緩蝕性能減弱。2.在水溶液中,油酸基咪唑啉分子的吸附能(-213.86 kJ·mol-1)遠大于巰基乙醇分子(-43.38 kJ·mol-1),兩者復(fù)配使用時油酸基咪唑啉分子優(yōu)先在鐵表面吸附;油酸基咪唑啉分子構(gòu)成緩蝕劑膜的主要結(jié)構(gòu),巰基乙醇分子填補緩蝕劑膜的空穴并占據(jù)鐵表面剩余的活性中心使緩蝕劑膜更致密,增加緩蝕劑膜厚度及覆蓋度,從而起到協(xié)同緩蝕效應(yīng),且油酸基咪唑啉與巰基乙醇濃度比例為3:1時,復(fù)配緩蝕劑的緩蝕性能在最強;油酸基咪唑啉與巰基乙醇濃度為3:1的體系中,隨著溫度增加,復(fù)配緩蝕劑緩蝕性能增強;當溫度超過308K,增加溫度使其緩蝕性能減弱。3.在NaCl鹽水溶液中,油酸基咪唑啉與巰基乙醇的協(xié)同機理并未改變,隨著油酸基咪唑啉濃度占比提高,緩蝕性能增加,并在油酸基咪唑啉與巰基乙醇濃度比例為3:1時達到最強,繼續(xù)提高油酸基咪唑啉比例,其緩蝕性能減弱。
【學位授予單位】：西南石油大學
【學位級別】：碩士
【學位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.42
【圖文】：

３．１模型建立與模擬方法逡逑３．１．１模型建立逡逑ＯＩＭ分子結(jié)構(gòu)如圖３－丨（ａ）所示，在ＭＳ軟件的Ｖｉｓｕａｌｉｚｅｒ模塊中建立０１Ｍ逡逑分子的３Ｄ構(gòu)型，并利用Ｓｍａｒｔ方法對其幾何結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，收斂標準選取逡逑ｕｌｔｒａｆｍｅ，所得到的能量最低的分子構(gòu)型即為合理分子模型，結(jié)果如圖３－１邋（ｂ）逡逑所示。逡逑ＮＫｊ逡逑（ａ）邐（ｂ）逡逑圖３－丨（ａ）為ＯＩＭ分子結(jié)構(gòu)式，（ｂ）為其優(yōu)化后的３Ｄ分子模型（藍色：氮原子；白色：逡逑氫原子；灰色：碳原子）逡逑吸附模型構(gòu)建步驟如下：逡逑（１）建立鐵表面層。在ＭＳ軟件自帶晶胞數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入鐵晶胞，晶格參數(shù)為逡逑ａ＝ｂ＝ｃ＝２．８６６４邋Ａ，ａ＝（３＝ｙ＝９０°；由于邋Ｆｅ（邋１１０）面更為穩(wěn)定［９４’９５］，因此沿晶胞的（１１０）逡逑面進行切割，切割厚度為２１．２０邋Ａ，構(gòu)建一個ｌｌｘｉｉｘｉ！的超晶胞以保證所建立的逡逑用于與緩蝕劑分子相互作用的金屬表面有足夠大的厚度和面積，超晶胞長寬均為逡逑２７．３０邋Ａ；除最上兩層鐵原子外

３．１模型建立與模擬方法逡逑３．１．１模型建立逡逑ＯＩＭ分子結(jié)構(gòu)如圖３－丨（ａ）所示，在ＭＳ軟件的Ｖｉｓｕａｌｉｚｅｒ模塊中建立０１Ｍ逡逑分子的３Ｄ構(gòu)型，并利用Ｓｍａｒｔ方法對其幾何結(jié)構(gòu)進行優(yōu)化，收斂標準選取逡逑ｕｌｔｒａｆｍｅ，所得到的能量最低的分子構(gòu)型即為合理分子模型，結(jié)果如圖３－１邋（ｂ）逡逑所示。逡逑ＮＫｊ逡逑（ａ）邐（ｂ）逡逑圖３－丨（ａ）為ＯＩＭ分子結(jié)構(gòu)式，（ｂ）為其優(yōu)化后的３Ｄ分子模型（藍色：氮原子；白色：逡逑氫原子；灰色：碳原子）逡逑吸附模型構(gòu)建步驟如下：逡逑（１）建立鐵表面層。在ＭＳ軟件自帶晶胞數(shù)據(jù)庫中導(dǎo)入鐵晶胞，晶格參數(shù)為逡逑ａ＝ｂ＝ｃ＝２．８６６４邋Ａ，ａ＝（３＝ｙ＝９０°；由于邋Ｆｅ（邋１１０）面更為穩(wěn)定［９４’９５］，因此沿晶胞的（１１０）逡逑面進行切割，切割厚度為２１．２０邋Ａ，構(gòu)建一個ｌｌｘｉｉｘｉ！的超晶胞以保證所建立的逡逑用于與緩蝕劑分子相互作用的金屬表面有足夠大的厚度和面積，超晶胞長寬均為逡逑２７．３０邋Ａ；除最上兩層鐵原子外

【參考文獻】

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本文編號：2718810