氨基酸类缓蚀剂的研究开发进展
缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向..
缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向1缓蚀剂的作用机理缓蚀剂的作用机理概括起来可以分为两种，即电化学机理和物理化学机理[1]。
电化学机理是以金属表面发生的电化学过程为基础，解释缓蚀剂的作用。
而物理化学机理是以金属表面发生的物理化学变化为依据，说明缓蚀剂的作用。
这两种机理处理问题的方式不同，但它们并不矛盾，而且还存在着某种因果关系。
1.1缓蚀剂的电化学机理金属的腐蚀大多是金属表面发生原电池反应的结果，这也是造成浸蚀腐蚀最主要的因素，原电池反应包括阳极反应和阴极反应[1]。
如果缓蚀剂可以抑制阳极、阴极反应中的任何一个或两个，原电池反应将减缓，金属的腐蚀速度就会减慢。
把能够抑制阳极反应的缓蚀剂称为阳极抑制型缓蚀剂；能够抑制阴极反应的缓蚀剂称为阴极抑制型缓蚀剂；而既能抑制阳极反应又能抑制阴极反应的缓蚀剂称为混合型缓蚀剂。
重铬酸钾、铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、高锰酸钾、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐等都属于阳极型缓蚀剂。
阳极型缓蚀剂对阳极过程的影响是：（1）在金属表面生成薄的氧化膜，把金属和腐蚀介质隔离开来；(2)因特性吸附抑制金属离子化过程；(3)使金属电极电位达到钝化电位[2]。
阴极型缓蚀剂主要通过以下作用实现缓蚀：(1)提高阴极反应的过电位．有时阴离子缓蚀剂通过提高氢离子放电的过电位抑制氢离子放电反应，例如，Na2C03、三乙醇胺等碱性缓蚀剂都可以中和水中的酸性物质，降低氢离子浓度，提高析氢过电位，使氢离子在金属表面的还原受阻，减缓腐蚀；(2)在金属表面形成化合物膜，如有机缓蚀剂中的低分子有机胺及其衍生物，都可以在金属表面阴极区形成多分子层，使去极化剂难以达到金属表面而减缓腐蚀；(3)吸收水中的溶解氧，降低腐蚀反应中阴极反应物的浓度，从而减缓金属的腐蚀。
混合型缓蚀剂对腐蚀电化学过程的影响主要表现在：(1)与阳极反应产物反应生成不溶物，这些不溶物紧密地沉积在金属表面起到缓蚀的作用，磷酸盐如Na3P04、Na2HP04对铁、镁、铝等的缓蚀就属于这一类型；(2)形成胶体物质，能够形成复杂胶体体系的化合物可作为有效的缓蚀剂，例如Na2Si03等；(3)在金属表面吸附，形成吸附膜达到缓蚀的目的，明胶、阿拉伯树胶等可以在铝表面吸附，吡啶及有机胺类可以在镁及镁合金表面吸附，故都可以起到缓蚀的作用[2]。
绿色缓蚀剂氨基酸在抑制金属腐蚀方面的应用
# # ［ 摘# 要］# 传统缓蚀剂，因其不可生物降解，从而导致环境问题。氨基酸类缓蚀剂是目前颇具前景的环境友好型绿 色缓蚀剂。氨基酸是蛋白质的基本构成物质，由于它具有小分子结构，从而稳定性非常好，并且可广泛应用于酸性介质、中 性介质及大气腐蚀介质中。综述了氨基酸类绿色缓蚀剂的缓蚀原理、来源及提取方法、缓蚀检测方法及其在缓蚀方面的应 用，并对氨基酸类缓蚀剂的应用及发展前景进行了展望。
团，同时含有羟基等亲水基团。这些基团带有较多的负电荷，可 以向金属的空白轨道提供电子，使金属表面覆盖的 QR$ S% 、CES" 和 7+7S$ 与组分 3 络合，而在金属表面形成稳定致密的化学吸 附保护膜———电中性绝缘层，从而使金属表面与腐蚀介质隔开， 减缓金属表面的化学腐蚀，从而达到缓蚀的目的。宝鸡文理学 院杨新科［2"］用提取胱氨酸后的废液做盐酸酸洗缓蚀剂，提取胱
的。为了弄清添加缓蚀剂后金属表面化学转化膜的性质，进而 氨酸后的废液中含有多种氨基酸，可成为盐酸溶液中优异的缓
;9 来源及提取方法
氨基酸的来源广泛。它在缓蚀方面的应用为许多富含蛋白
［ 收稿日期］$((/ . (’ . "& ［ 作者简介］吴伟明（"Q/’ . ），男，江西丰城人，副教授，在读博士，主要从事腐蚀与防腐研究、分析化学教学和金属的分离测定研究。
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吴伟明等# 绿色缓蚀剂氨基酸在抑制金属腐蚀方面的应用 ##################################################
［ 关键词］# 金属腐蚀；氨基酸；绿色缓蚀剂 ［ 中图分类号］*+",’% ’$ # # # ［ 文献标识码］- # # # ［ 文章编号］"((" . &//(（$((/）(/ . ((!" . ($
氨基酸类绿色缓蚀剂研究进展
（ ． 西理 工大学 材料 与化学 工程 学 院 ， 西赣 州 ３ １ ０ ； １江 江 ４ ０ ０ ２ 北京 科技 大学 材料科 学 与工程 学 院 ， ． 北京 １０ ８ ） ０ ０ ３ 摘 要 ：绿 色化 学在金 属 腐蚀 方 面的应用研 究将 是 未来缓 蚀 剂科 学的发 展 方 向 ， 氨基 酸 缓蚀 剂
近 年来 ， 随着 人 类 环 境 保护 意 识 的增 强 和可 持
续 发展思 想 的深 人 ， 缓 蚀 剂 的开 发 和应 用 也 提 出 对
方 面有 了较大 的进 步 。推行绿 色 化学 的 目标 是 降低
或减 少有 毒物 质 的使 用 ， 造 出一 个 优 良的循 环 型 创
了新 的要求 。围绕 性 能 和经 济 目标 ， 究 开 发 对 环 研 境 不构 成破 坏作 用 ， 即运 用 绿 色化 学 的思 想研 究 和 制 备环 境友好 型缓 蚀 剂 ， 为 未来 缓 蚀 剂发 展 的方 成
是 当前 研 究较 活跃 的一类环 境友好 型缓蚀 剂 。在 实验研 究方法 、 基 酸 的种 类 、 究材 质 、 蚀 氨 研 缓
机理 等方 面综述 了氨基 酸 类缓 蚀 剂的近 期研 究进展 。 关键词 ： 基 酸 ； 氨 缓蚀 剂 ； 究 ； 研 进展 ； 境保 护 环 中图分 类号 ： Ｇ１ ４ ４ Ｔ ７ ．２ 文献标 识 码 ： Ａ
维普资讯
邃
文章 编 号 ：６ １ ８ ０
清洗世界
Ｃｌ ａ ｉ ｏ ｌ ｅ ｎ ｎｇ Ｗ ｒｄ
第 ２ 卷 第 １ 期 ３ １ ２ ０ 年 １ 月 ０７ １
氨 基 酸类 绿 色缓蚀剂 研 究进展
Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｅ ｎ Ｉ ｈｉ ｉｏ ｓ ｏ ｍ ｉ ｃ ｄ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｇｒ ｅ ｎ ｂ ｔ ｒ ｆａ ｎｏ ａ ｉ ｓ Ｃ ＨＥＮＧ ｉ ｇ ａ ， Ｍ ｎｙ ｎ Ｗｅｍｉ ｇ ，ＤＵ ｉ ａ ｉ ｎ Ｈａｙ ｎ ，
氨基酸对金属腐蚀机理的影响研究
氨基酸对金属腐蚀机理的影响研究氨基酸对金属腐蚀机理的影响研究引言：金属腐蚀是一种常见的自然现象，具有重要的科学和工程意义。
研究金属腐蚀机理旨在寻找减轻或阻止金属腐蚀的方法。
氨基酸是一类重要的有机分子，广泛存在于生物体内，它们可能对金属腐蚀产生影响。
本文将探讨氨基酸对金属腐蚀机理的影响，并讨论其可能的应用前景。
一、氨基酸对金属腐蚀的影响氨基酸以它们的氨基和羧基与金属表面发生反应，从而改变金属腐蚀的速率和机理。
氨基酸可以通过以下几个方面影响金属腐蚀：1. 形成保护膜：部分氨基酸在金属表面形成一层致密的保护膜，阻止金属与环境中的氧、水等腐蚀剂接触，从而减缓或阻止金属的腐蚀。
这种保护膜可由氨基酸的背弃物生成，如糖胺、胱氨酸等。
糖胺在铁表面形成一层保护层，延缓铁的腐蚀速率。
胱氨酸在镍表面生成纳米结构，防止金属的进一步腐蚀。
2. 形成螯合络合物：部分氨基酸具有配位作用，可以与金属离子形成络合物，减少金属离子的活性，从而降低金属腐蚀的速率。
丙氨酸、组氨酸等氨基酸与钴离子形成络合物，减缓钴的腐蚀速度。
丝氨酸与汞离子形成络合物，减少汞的腐蚀。
3. 改变电化学反应的速率：氨基酸可以通过改变金属表面的局部电化学环境，改变金属与腐蚀剂的反应速率。
赖氨酸可以改变铁的阳极反应速率，减缓其腐蚀。
二、氨基酸在金属腐蚀研究中的应用氨基酸对金属腐蚀机理的影响有助于探索减少金属腐蚀的方法，具有重要的应用前景。
1. 防腐蚀涂层：通过控制氨基酸在金属表面的生成和组装，可以制备具有优异防腐蚀性能的涂层。
利用氨基酸的自组装特性，可以制备出致密的氨基酸膜，形成保护层，从而提高金属的抗腐蚀能力。
2. 抗氢脆性材料：氢脆是金属在受到氢的影响下变脆的现象。
氨基酸可以防止金属吸收和扩散氢，从而减少氢脆。
利用氨基酸的抗氢脆性能，可以制备出具有优异抗氢脆性能的金属材料，广泛应用于航空、能源等领域。
3. 腐蚀抑制剂：将氨基酸作为腐蚀抑制剂添加到金属腐蚀介质中，可以有效降低金属的腐蚀速率。
酸化介质中几种氨基酸的缓蚀性能及缓蚀机理
酸化介质中几种氨基酸的缓蚀性能及缓蚀机理陈武;郝敬丽;王大勇;梅平;赖璐【摘要】采用失重法、电化学方法研究了5种氨基酸在酸化介质中对A3钢片的缓蚀性能及缓蚀机理。
结果表明,在30℃时,五种氨基酸对A3钢的缓蚀效率均随盐酸浓度的增加而减小。
半胱氨酸对2%的盐酸中A3钢的缓蚀效率随温度的升高而增大,其余氨基酸的缓蚀效率均随温度的升高而下降;半胱氨酸对A3钢的缓蚀效率随加量的增加而下降,而其余四种氨基酸的缓蚀效率均随加量的增加而升高;在2%的盐酸中,氨基酸加量为200mg/L时,五种氨基酸对A3钢片的缓蚀效率依次为半胱氨酸〉酪氨酸〉组氨酸〉精氨酸〉亮氨酸;通过正交试验确定了半胱氨酸对A3钢在盐酸中的最佳缓蚀条件。
缓蚀机理探讨表明,五种氨基酸均为阴极抑制型缓蚀剂;亮氨酸和酪氨酸在A3钢片表面的吸附基本服从Frumkin等温线,而半胱氨酸、精氨酸和组氨酸的吸附不服从该等温线。
%The inhibition performance and mechanism of five amino acids as inhibitors for steel were studied in acidic media by weight loss method and electrochemical method.The results showed that the inhibition efficiency of these amino acids for A3 steel decreased with increasing the concentration of HCl at 30 ℃.The inhibition efficiency of cysteine for A3 steel in 2% HCl increased with the rise of the temperature while that of other amino acids decreased.To A3 steel,the inhibition efficiency of cysteine decreased with increasing the dosage of the amino acids while that of others increased.When the dosage of amino acids was 200 mg/L,the order of inhibition efficiency to A3 steel of these five kinds of amino acids was cysteine histidine tyrosine arginine leucine in 2% HCl.The optimal inhibiting condition of cysteine to A3 steel in HCl wasconfirmed through an orthogonal test.The results of the corrosion inhibition mechanism study show that all of these amino acids are cathodic inhibitors and the adsorption of leucine and histidine on A3 steel obeys the Frumkin equation while the adsorption of other amino acids do not obey it.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2012(033)005【总页数】5页(P390-393,399)【关键词】氨基酸;缓蚀效率;腐蚀机理;酸化介质【作者】陈武;郝敬丽;王大勇;梅平;赖璐【作者单位】长江大学化学与环境工程学院,荆州430023;长江大学化学与环境工程学院,荆州430023;长江大学化学与环境工程学院,荆州430023;长江大学化学与环境工程学院,荆州430023;长江大学化学与环境工程学院,荆州430023【正文语种】中文【中图分类】TG174.42氨基酸是分子中兼具有碱性氨基和酸性羧基的两性化合物，不但可以通过蛋白质水解制得，且在自然环境中能够全部分解成为缓蚀剂研究中受到关注的化合物［1，2］。
理论视阈下氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的方法探讨
时至今 １ 人们对 氨基酸作为绿色缓蚀剂在抑 制金 属腐蚀 ３，
方面 的运用 已做了大量的工作 ， 在应用绿色化学及其技术在环
境友好缓蚀剂 的研究方面也 已取得 了很大 的成就 。２ ０ 年 ， ０ ２ 宝 鸡文理学 院杨新科教授利用 失重 法 ， 将胱氨酸厂的废 液用做盐 酸酸洗缓蚀剂 ；０ ３ ，云南大学刘晓轩教授运用 失重法研究 ２０年
图１ 氨 基 酸 的 结构 式
从上图分析可知 ， 氨基酸中有着 多个氨基或多个羧基 。进
一
着严重局部腐蚀 的金属不能反应其真实情 况。 失重法按公式计算 ：
：
步解构 ， 氨基酸和羧基 数 目相等 的氨基 酸接近于 中性 ， 氨基 目则接近 于酸性 ， 因此 ， 氨基 酸可分为中性 、 碱性 、 酸性 氨基酸
１５ ￣ ， ９ ０ 分子动力学模拟方法开始被使用 ， 现在仍然是科研 计算中非常重要 的方法之一。 作为分子动力学模拟的根本原则 ，
使系统 中各组成部 分拆分为 以原 子或者分子为基 本单位的基 团， 然后利用牛顿定律解 出运动方程 ， 便能算 出在这一体系中所 有粒子的运动轨迹 ， 最后利用统计学计算系统的各种性质 、 系 体 的构型等。总体来看 ， 此方法在尺度上被视为微观尺度。 基于分析解 构 ， 分子动力学模拟 的过程 ， 粒子与粒子 、 粒子
酸 、 氨酸 、 亮 缬氨 酸 、 脯氨酸 、 蛋氨酸 、 氨酸等 ６ 氨基酸 ， 色 种 在 １ｍ ｌ ＩＩｍ ｌ ＨＳ 质 中对 铝 的缓 蚀 状 况 ；０ ６ ， ｏ ＬＨＣ＋ ｏ Ｌ ￣Ｏ 介 ／ ／ ２０ 年
Ｚ Ｇ ａｅ ． ｈｓｍ ｉ 和Ａ． ｉ ａ研究 了色氨基酸 、 氨酸 、 Ｔｚ ｒ ｐ 脯 蛋氨酸等 ３ 种 氨基 酸在硫 酸介 质 中对铅一 硒 一 锑一 砷合 金 的缓 蚀状 况 ；０ ７ ２０ 年 ， Ｍ． １Ｒ ｂｅ 和Ｎ．． ｅ ｌ Ｍ． Ｅ一 ａｉ ｅ Ｈ Ｈ ｌ 等研究 了甘氨 酸、 ａ 谷氨 酸 、 丙氨
氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的实验评价与缓蚀机制分析
结果表明 ： 种缓蚀剂缓蚀效率的顺序 为半胱氨酸 ＞缬氨酸 ＞ 氨酸 ； ３ 丙 ３种分 子的反应活性 中心的分布基本相 同 ； 半 胱氨酸具有 两个亲 电取代反应 的活性 中心 ， 反应活性最高且缬 氨酸 比丙氨酸具有更强 的反应活性 ； 半胱氨 酸的吸附
稳定性最强， 其次是缬氨酸 ， 氨酸最差 。３种氨基酸缓蚀剂缓蚀效率 的理论评价结 果为半胱氨 酸 ＞缬氨酸 ＞丙氨 丙 酸， 与实验评价结果完全吻合。 关键词： 失重 法；量子化学计算 ；分子动力学模拟 ； 缓蚀机制
２１ ００年 第 ３ ４卷 第 ３期
中国石油大学学报 （自然科学版）
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｈ ｎ ｎ ｖ ｒ ｉ ｆＰ ｔｏｅ ｍ ｏ ｒ ａ ｆ ｉａ Ｕ ｉｅｓｔ ｏ ｅｒ ｌｕ Ｃ ｙ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ３ １３ ．
Ｊｎ２ ０ ｕ ． ０１
文 章 编号 ：６ ３５０ （００ ０ －１２０ １７ － ５ ２ １ ） ３ ５ －５ ０ ０
ｍｏｅ ｕｅ ｅ ｈ ｂｔ ｉｈ ｒｒ ａ ｔ ｎ ａ ｔｖ ｙｔ ａ ｌｎ ｎ ｌｃ ｌ ．Ｔ ｅａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｓ ｂ ｌ ｙ ｏ ｓｅｎ ｓｔｅ ｓｒ ｎ ｅ ｔ ￣Ｕ ｗ ｄ ｌｃ ｌ ｘ ｉｉ ｈ ｇ ｅ ｅ ｃ ｉ ｃｉｉ ｈ ｎ ａａ ｉｅ ｍｏｅ ｕｅ ｈ ｄ ｏｐ ｉ ｔ ｉ ｔ ｆｃ ｔｉ ｅｉ ｔｏ ｇ ｓ ， ｏ ｅ ｓ ｏ ｔ ｏ ａ ｉ ｙ ｈ ｂ ａｉ ｅ ｎ ｌ ｉ ｅ ｉ ｔｅ ｗｏ ．Ｔ ｅ ｔｅ ｒ ｔ ａ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｎ ｉ ｉ ｏ ｆ ｃ ｅ ｃ ｆｃ ｓ ｉ ｅ ｉ ｔｅ ｈ ｇ ｅ ｔ ｏ － ｙ ｖ ｌ ，ａ ｄ ａａ ｎ ｓ ｈ ｎｔ ｈ ｈ ｏ ｅｉ ｌｒｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔ ｅ ｉ ｈ ｂｔ ｎ ｅ ｉｎ ｙ ｏ ｙ ｔ ｎ ｓ ｈ ｉｈ ｓ ，ｆｌ ｎ ｎ ｃ ｓ ｔ ｉ ｉ ｅ
脂肪酸氨基酰胺高温缓蚀剂的研究
吸 附平衡 ， 环烷 酸等 有机 酸和 金属 表 面隔 离 ， 到保 护材 质 的 目的 。 将 达
业 提 高经 济效 益具 有一 定 的实 际意义 』 。
在环烷酸腐蚀缓蚀剂的应用 中， 胺及酰胺是最早使用的品种 。由于这类缓蚀剂在高温下易分解 ， 使用后 很难达到理想 的效果 ， 因此 ， 逐渐被其他品种取代 ｊ 。
脂肪酸氨基酰胺高温缓蚀剂是以高沸点有机物为原料制成的油溶性缓蚀剂。它的缓蚀机理主要包括以
２２ ０ ； １０ ３ ２０１ ） １０ ５
（ ．镇 江市高等专科 学校 化 工 系， 苏 镇 江 １ 江
２ ．纳 尔科 （ 中国） 环保技 术服务有 限公 司 能源服务部 ， 苏 南京 江
摘
要 ： 注缓蚀 剂可以缓 解原油 中存在的环烷酸对 炼油设备 系统和管线的腐蚀破坏。合成脂肪酸氨基 酰胺 高温 加
３ ）滴加完成后 ， 将温度升至 ８ ～ ０℃ ， Ｏ ９ 继续搅拌 ３ｈ 。 ４ 升温至 １０— ８ ） ５ １０℃， 保持回流 ， 不断从分水器 中分出反应中生成的水 。
５ ）至 无水 生成 ， 发里 面 的溶剂 。 蒸 １２ 脂肪 酸氨 基酰胺 高温缓 蚀剂 的调 配 ．
取前一实验步骤合成的脂肪酸氨基酰胺 ， 按照脂肪酸氨基酰胺 ３％ ， ０ 磷酸三丁脂 ２ ％ ，１４２ ％ ， ０ Ｔ５ ０ 亚磷 酸三苯脂 ２ ％， ０ 重芳烃 １％的比例进行调配， ０ 制成脂肪酸氨基酰胺 高温缓蚀剂。调配好 的脂肪酸氨基 酰胺 高温 缓蚀 剂质 量指标 见 表 １ 。
生物型缓蚀剂研究现状与展望
求其最终的产品对环境无毒 、无害 ，而且在合成制备 醛 、糠 醛和 香草醛 等 。肉桂 醛具有高 效 、低毒 等优 及使用过程 中也应该尽量减少对环境的影响并降低生 点 ，已引起许多研究者的关注 ，是近年来 发展的高效 产成本 ，这 里面包括合成原料的选择 、工艺条件的优 低 毒有机 缓蚀 剂 。糠醛是 一种 混合控 制性 植物 缓蚀 化以及使用过程 中采用复配增效技术口。 剂 ，最初从米糠与稀酸共热制得 ，其他农副产 品如麦
Ａｂ ｔ ａ ｔ ｓｒ ｃ ：Ｇｒ ｅ ｈ ｍ ｉｔｙ ｉ ｈ ｎ ｅ ｒ ｎ ａ ｏ ｃ ｅ ｔ ｉｃ ｌ ｒｅ ｏ ｏ ｉ ａ ｌ ｕ ｔ ｉ ａ ｌ ｅ ｎ ｃ ｅ ｓｒ ｓ ｔ ｅ ｉ ｔ ｇ ａ ｔｗ ｙ ｔ ｒ ａｅ ａ ｃ ｒ ｕ ａ ｃ ｎ ｍ ｃ ｌｙ ｓ ｓａ ｎ ｂ ｅ ｄ ｖ ｌｐ ｎ ｏ ｉｔ． ｈ ｎ ｔ ｅｄ ｖ ｌ ｐ ｅ ｔ ｆｅ ｃｅ ｔ ｎ ｎ ｉｏ ｍｅ ｔｆｉｎ ｌ ｏ ｒ ｓｏ ｎ ｉ ｉ ｒ ｓ ｅ ｅｏ ｉ ｇ ｓ ｃｅｙ Ｔ ｅ ｈ ｅ ｅｏ ｍ ｎ ｆ ｉｎ ｌ ａ ｄ ｅ ｖｒ ｎ ｎ ｒｅ ｄｙ ｃ ｒｏ ｉ ｎ ｉｈ ｂｔ ｓｉ ｏ ｉ ｙ ｏ
１ 有机缓蚀剂 ． ２
的胺化合物及其盐。例如 ， 以长链脂肪胺、聚胺来替
大量 的有机 化 合物如 醛类 、胺类 、羧酸 、杂环 代芳香胺 ，由聚胺制成 的酰胺 、咪唑啉及聚酰胺等作 化合物 等可作 为缓蚀剂 ， 目前应用的有机缓蚀剂主要 为低毒性的缓蚀 剂用于抑制金属的腐蚀 。 是含有 未配对 电子元素 的有机物 ，如０ 、Ｎ、Ｓ 的 、Ｐ 王成 、汪 峰 、王 福 会 ¨ 们，用 电化 学 极 化 曲线
缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向
缓蚀剂作用机理、研究现状及发展方向摘要：本文详细介绍了缓蚀剂的分类、性能指标、保护的特点、作用理论、应用实例、研究现状及发展方向。
关键词：缓蚀剂；防腐技术；发展方向1 前言缓蚀剂是一种在低浓度下能阻止或减缓金属在环境介质中腐蚀的物质。
缓蚀剂又叫作阻蚀剂、阻化剂或腐蚀抑制剂等。
缓蚀剂保护技术已经发展为一项重要的防腐蚀技术，广泛用在石油、冶金、化工、机械制造、动力和运输等部门。
2 缓蚀剂的分类缓蚀剂的品种繁多，常用的如亚硝酸钠、铬酸盐、磷酸盐、石油磺酸钡、亚硝酸二环已胺等，至今尚难以有统一的分类方法。
常见到的分类方法有以下几种。
2.1 按缓蚀剂作用的电化学理论分类(1)阳极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阳极过程而阻滞金属腐蚀的物质。
这种缓蚀剂通常是由其阴离子向金属表面的阳极区迁移，氧化金属使之钝化，从而阻滞阳极过程。
例如，中性介质中的铬酸盐与亚硝酸盐。
一些非氧化型的缓蚀剂，例如苯甲酸盐、正磷酸盐、硅酸盐等在中性介质中，只有与溶解氧并存，才起到阳极抑制剂的作用。
(2)阴极型缓蚀剂通过抑制腐蚀的阴极过程而阻滞金属腐蚀的物质。
这种缓蚀剂通常是由其阳离子向金属表面的阴极区迁移，或者被阴极还原，或者与阴离子反应而形成沉淀膜，使阴极过程受到阻滞。
例如ZnSO4、Ca(HCO3)2、As3+、Sb3+可以分别和OH-生成Zn(OH)2、Ca(OH)2沉淀和被还原为As、Sb覆盖在阴极表面，以阻滞腐蚀。
(3)混合型缓蚀剂这种缓蚀剂既可抑制阳极过程，又可抑制阴级过程。
例如含氮和含硫的有机化合物。
2.2 按化学成分分类(1)无机缓蚀剂，如铬酸盐、亚硝酸盐、磷酸盐等。
(2)有机缓蚀剂，如胺、硫脲、乌洛托品等。
2.3 按缓蚀剂所形成保护膜的特征分类(1)氧化膜型缓蚀剂通过使金属表面形成致密的、附着力强的氧化膜而阻滞金属腐蚀的物质。
例如，铬酸盐、重铬酸盐、亚硝酸钠等。
由于它们具有钝化作用，故又称为钝化剂。
(2)沉淀膜型缓蚀剂由于与介质中的有关离子反应并在金属表面生成有一定保护作用的沉淀膜，从而阻滞金属腐蚀的物质。
N-酰基氨基酸表面活性剂的性能及应用研究进展
N-酰基氨基酸表面活性剂的性能及应用研究进展石莹莹【摘要】氨基酸表面活性剂以其具有良好的环境相容性、生物降解性以及低刺激、低毒性等一系列优异的性能倍受青睐,近年来对该活性剂的研究和应用越来越多.本文介绍了N-酰基氨基酸表面活性剂的性能和应用研究现状,为进一步的开发和应用提供参考.【期刊名称】《河南化工》【年(卷),期】2016(033)002【总页数】4页(P16-18,28)【关键词】N-酰基氨基酸表面活性剂;性能;应用【作者】石莹莹【作者单位】三门峡职业技术学院食品园林学院 ,河南三门峡 472000【正文语种】中文【中图分类】TQ423.4氨基酸表面活性剂是以生物物质为基础的表面活性剂，它主要是通过化学或生物技术法，使用可循环的原材料来合成的，例如氨基酸、糖类、植物油等。
氨基酸表面活性剂对环境和生物的安全性高，对皮肤和头发的刺激性小，低毒、生物降解性好，因此近年来越来越受到人们的重视。
国外对于氨基酸表面活性剂的研究非常积极，部分研究成果已经实现商品化。
国内对于氨基酸表面活性剂的研究起步较晚，而且目前相对落后，绝大多数产品需要进口，价格昂贵。
因此，我国系统地研究和开发氨基酸型表面活性剂将具有很大的社会效益和经济效益[1]。
氨基酸表面活性剂的品种主要有两大类，一类是N-酰基氨基酸表面活性剂，一类是N-烷基氨基酸表面活性剂。
目前研究较多的是N-酰基氨基酸表面活性剂。
开发的N-酰基氨基酸表面活性剂根据其溶于水时的离子类型不同可分为以下几种[2-3]：①阴离子型氨基酸表面活性剂，CH3(CH2)nCONH(CH2)nCQHCOOˉ。
其中Q表示中性或酸性基团，如N-酰基谷氨酸、N-酰基肌氨酸。
②阳离子型氨基酸表面活性剂，CH3(CH2)nCONH(CH2)nCQHCOOR。
其中Q表示碱性基团，R为烷基，如N-椰子酰精氨酸乙酯(CAE)。
③两性型氨基酸表面活性剂，CH3(CH2)nCONH(CH2)nCQHCOOˉ。
氨基酸对金属的缓蚀性研究
一、氨基酸类缓蚀剂缓蚀机理
有机物用做缓蚀剂，主要是因为此有机物中含有未配对电子元素和极性基，及其机构中疏水基和亲水基共同作用。这些基团是吸附型的，包括静电吸附、化学吸附和π键吸附。氨基酸具有缓蚀性是因为20种主要氨基酸中，组氨酸有未配对电子元素N，天冬酰胺、谷氨酰胺、酪氨酸和色氨酸的侧链带有极性基团，天冬酰胺、谷氨酰胺、组氨酸、赖氨酸和精氨酸是亲水性的，缬氨酸、亮氨酸和异亮氨酸是高度疏水的，甘氨酸、丙氨酸、蛋氨酸、酪氨酸和色氨酸也略带疏水性。A3钢在8%HCl中含(0.75g/L氨基酸缓蚀剂）的极化曲线也表明：氨基酸缓蚀剂显著抑制了腐蚀的阴极过程，但对阳极过程影响小，在盐酸碳钢腐蚀体系中属阴极抑制型。水解的氨基酸在酸性溶液中，有机胺与H+结合形成R—H+，带正电荷端因静电作用易吸附在金属表面，产生有过剩电子的局部活性阴极区，从而抑制6=接近钢铁表面，缓解了腐蚀。武汉大学黎新、胡立新用量子化学方法探讨了氨基酸类缓蚀剂对铝的缓蚀机理，提出：质子化氨基酸是通过化学吸咐且以基本直立的方式吸附于Al-界面而起到缓蚀作用的。氨基酸类缓蚀剂缓蚀机理还有待进一步研究，随着现代检测手段的不断进步，必将得出正确的判断和符合实际的缓蚀机理。
在将氨基酸用做缓蚀剂方面，首都医科大学孙海梅等人还曾经对一种天然植物型缓蚀剂进行了研究，该缓蚀剂起主要作用的组分是用秸杆等农田下脚料发酵而制取的天然大分子有机物质，通过检测，主要成分中含有羧基、酚羟基等多种酸性基团，同时含有羟基等亲水基团。这些基团带有较多的负电荷，可以向金属的空白轨道提供电子，使金属表面覆盖的Fe3O4、SiO2和CaCO3与组分A络合，而在金属表面形成稳定致密的化学吸附保护膜———电中性绝缘层，从而使金属表面与腐蚀介质隔开，减缓金属表面的化学腐蚀，从而达到缓蚀的目的。宝鸡文理学院杨新科用提取胱氨酸后的废液做盐酸酸洗缓蚀剂，提取胱为胱氨酸厂废液的进一步综合利用开辟了新的领域。文献用平均失重法评价复合氨基酸溶液的缓蚀率，从酸度、度两方面评价缓蚀剂对腐蚀的影响，评价结果同文献所述符合。云南大学刘晓轩、袁朗白也探讨了L-半胱氨酸及Dl-类半胱氨酸硫内酯盐酸盐（C4H7NOS HCl）对钢的缓蚀作用。氨基酸用做缓蚀剂，其来源广泛且高效环保，因此其利用范围还将继续扩大。
探析油田缓蚀剂类型与开发研究
探析油田缓蚀剂类型与开发研究中图分类号：te121 文献标识码：a 文章编号：1009-914x（2013）14-0028-01前言在石油天然气勘探开发过程中，油气田开采面临的环境越来越恶劣，油井的产量不断下降，但所采出原油的含水量却逐步增加，大部分油井含水率已高达90%以上。
含水量的增大改变了原油管道中流体原本“水在油中”的形态，加剧了原油处理、输送管道设备的腐蚀。
特别是含co2、h2s及高盐组分油井的相继出现，也使得油井的腐蚀问题变的越来越突出，据粗略估计，腐蚀给石油工业造成的损失约占行业总产值的6%，而采取合适的防腐措施，可挽回30%～40%的损失。
目前尽管开发了一些特殊的耐蚀材料，但不能防止石油管的所有腐蚀，同时耐蚀材料成本高，因此，必须采用其他更合理的防护技术提高油田设备的使用寿命。
缓蚀剂是一种以适当的浓度和形式存在于环境中，可以防止或减缓腐蚀的化学物质或几种化学物质的混合物[。
它具有成本低、操作简单、见效快、能保护整体设备、适合长期保护等特点，因此，添加缓蚀剂是一种效果显著的防腐措施，采用缓蚀剂无疑是油气田设备的最佳防护措施之一，也是该领域国内外学者研究得最多的防腐措施。
国内外的油田现场应用表明，加注缓蚀剂能大大提高油田设备的使用寿命。
1 油田缓蚀剂类型根据缓蚀剂中主要缓蚀成分，目前，油田常用的缓蚀剂主要有膦酸盐、锌盐、唑类和炔醇类等，使用最多的是膦酸盐和唑类。
（1）膦酸盐。
油气井的水中存在大量的ca、mg和fe等金属离子，并常以碳酸盐、硫酸盐等形式析出，使得管道和设备结垢和腐蚀，严重影响设备的正常使用。
膦酸盐缓蚀剂的种类很较多，但有许多相似之处：一般认为膦酸盐与碳钢作用形成以沉积膜为主的混合膜，在成膜过程中需要一定浓度的二价金属离子参与，常常与阻垢分散剂配合使用，不但具有优良的缓蚀效果，而且具有良好的阻垢效果，且与聚羧酸类阻垢分散剂有良好的协同作用。
（2）唑类。
唑类缓蚀剂是通过氮原子吸附成膜，主要分为油溶型和水溶型两类。
氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的理论研究的开题报告
氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的理论研究的开题报告题目：氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的理论研究研究背景：在许多行业，例如石油、天然气、船舶、汽车、建筑等，金属腐蚀问题一直存在。
腐蚀会导致设备损坏、减少寿命、增加维护费用、甚至威胁人类的生命安全。
因此，探究缓蚀剂的原理和性能就变得非常重要。
目的和意义：许多缓蚀剂是由氨基酸等天然有机物构成的。
这些天然有机物不仅环保，而且有良好的缓蚀性能。
因此，本研究旨在通过理论计算探究氨基酸缓蚀剂的缓蚀性能，并寻找最优化的条件，以提高缓蚀效果，降低成本，保护金属材料。
研究内容：本研究将采用量子化学计算方法，包括密度泛函理论（DFT）和分子动力学模拟（MD）方法，研究氨基酸缓蚀剂的缓蚀性能。
具体研究内容包括：1. 理论计算氨基酸缓蚀剂的分子结构和能量。
2. 采用密度泛函理论模拟缓蚀剂与金属表面的相互作用，预测缓蚀剂的吸附方式、吸附强度和缓蚀效果。
3. 利用分子动力学模拟来研究缓蚀剂分子的微观动力学行为，探究分子与金属表面发生的反应动力学过程。
4. 分析不同缓蚀剂分子结构和性质对缓蚀性能的影响，并确定最优化结构。
5. 发展一种基于氨基酸缓蚀剂的新型腐蚀防护技术。
预期成果：通过本研究，我们预计获得以下成果：1. 揭示氨基酸缓蚀剂的缓蚀机理和结构-性能关系。
2. 发现氨基酸缓蚀剂的最优化结构，提出新型腐蚀防护技术。
3. 推广和应用研究成果到石油、石化、船舶、汽车、建筑等行业，改善现有腐蚀防护技术，提高设备的寿命和安全性。
研究方法：本研究将采用量子化学计算方法，包括密度泛函理论（DFT）和分子动力学模拟（MD）方法，来研究氨基酸缓蚀剂的缓蚀性能。
研究周期：本研究预计周期为两年。
研究经费及场地设备：本研究经费共计30万元，用于购买实验所需的设备和化学试剂，支付硬件及软件的费用，人员和场地等开销。
参考文献：1. Zhang H, Liu Y, Zhang S, et al. A theoretical investigation of the inhibition mechanism of glycine on steel corrosion[J]. Corrosion science, 2009, 51(1): 174-178.2. Wang Y, Koenig J L, Jayaraman S. Molecular dynamics simulations of the effect of temperature on the adsorption of two amino acid molecules on metal surfaces[J]. The Journal of Physical Chemistry B, 2002, 106(14): 3658-3666.3. Abreu M H, Menezes J F, Ferreira M G. Computer simulation of aspartic acid adsorption on copper surfaces[J]. Electrochimica Acta, 2004, 50(20): 4173-4179.4. Ganesan R, Keating S J, Deo M, et al. Protein corona: implications for nanoparticle interactions with natural systems[J]. Nanoscale, 2012, 4(21): 6082-6093.5. de Almeida R M, Bicev R N, de Lima Neto P, et al. DFT and electrochemical analyses of acetylene derivatives as corrosion inhibitorsfor mild steel[J]. Journal of the Brazilian Chemical Society, 2005, 16(3): 443-450.。
酸洗过程中氨基酸类缓蚀剂缓蚀机理研究进展
文章编号:167128909(2008)0720023205酸洗过程中氨基酸类缓蚀剂缓蚀机理研究进展柳鑫华 芮玉兰 田惠娟(河北理工大学化工与生物技术学院,河北唐山,063000)摘 要:传统缓蚀剂,因其不可生物降解,从而导致环境问题。
氨基酸类缓蚀剂是目前颇具前景的环境友好型绿色缓蚀剂。
氨基酸是蛋白质的基本构成物质,由于它具有小分子结构,从而稳定性非常好,并且可广泛应用于酸性介质、中性介质及大气腐蚀介质中。
本文首先综述氨基酸的种类和国内外氨基酸类酸洗缓蚀剂的研究状况;其次,从结构上对缓蚀剂与钢质管道所起作用作一机理方面探讨。
关键词:氨基酸化合物;缓蚀剂;酸洗中图分类号:TG 174.42 文献标识码:AStudies on the inhibition Mechanism of Amino acid Inhibiters in the process of Acid CleaningL I U X i nhua ,R U I Yul an T I A N H ui j uan(College of Chemical Engineering and Biotechnic ,Hebei Polytechnic University ,Tangshan ,Hebei 063000,China )Abstract :The t raditional inhibitor may not biodegrade ,t hus causes t he environ 2ment ques 2tions.Amino acid inhibitor is environment friendly green inhibitor which has wide application p ro spect at present.Amino acid is t he basic composing substance of protein.Because of t he small molecule st ruct ure ,t he stability of amino 2acid is very good ,and it can utilize in acidity ,neuter and at mo sp here medium.At first ,species and t he international and national present state of t he research on amino acid inhibitors are summarized ;secondly ,t his paper discusses t he mechanism between inh 2ibitors and t he steel pipes.K ey w ords :amino acidic compounds ;corro sion inhibitors ;acid pickling 酸洗广泛应用于各个工业部门中的换热设备、传热设备和冷却设备等的水垢清洗,特别是电力部门的热力设备(如锅炉)的酸洗尤其重要。
香草醛与氨基酸缩合席夫碱对纯铝的缓蚀作用
ss Vol.54 N o.3 Mar. 2021香草醛与氨基酸缩合席夫碱对纯铝的缓蚀作用李钰莹，于锦，孙硕(沈阳工业大学理学院，辽宁沈阳110870)[摘要]为促进氨基酸类缓蚀剂的研究应用，采用电化学、扫描电镜、能谱分析和动力学方法，研究了香草醛缩 L-赖氨酸与香草醛缩L-酪氨酸在2 mol/L HC1溶液中对1060纯铝的缓蚀作用与缓蚀机理。
结果表明：在25 T：时，香草醛缩L-赖氨酸席夫碱和香草醛缩L-酪氨酸席夫碱可有效抑制纯铝在2 mol/L HC1溶液中的腐蚀，当浓度 分别达到2 g/L和4 g/L时，缓蚀效率最好，且均为混合型缓蚀剂。
EDS数据表明席夫碱分子中的电负性元素如 0、N吸附在1060纯铝的表面。
2种席夫碱缓蚀剂通过在1060纯铝表面吸附成膜来增大纯铝的腐蚀活化能值，导 致发生腐蚀反应需要克服更高的能垒，有效地减缓了 1060纯铝在2 mol/L HC1溶液中的腐蚀速率。
[关键词]席夫碱；1060纯铝；香草醛；赖氨酸；酪氨酸；缓蚀作用[中图分类号]TG174.42 [文献标识码]A[文章编号]1001-1560(2021)03-0028-06Corrosion Inhibition of Vanillin and Amino Acid Shrinks Schiff Base on Pure AluminumU Yu-ying, YU Jin, SUN Shuo(College of Science, Shenyang University of Technology, Shenyang 110870, China)A bstract：For promoting the application of amino acids inhibitors, the corrosion inhibition effect and mechanism of vanillin L-lysine and vanillin L-tyrosine on 1060 pure aluminum in 2 mol/L HC1 solution by electrochemical measurements, scanning electron microscopy, energy spectrum analysis and kinetic methods. Result showed that vanillin L - lysine Schiff base and vanillin L - tyrosine Schiff base could effectively inhibit the corrosion of pure aluminum in 2 mol/L HC1 solution at 25 Xl.When the concentration reached 2 g/L and 4 g/L, respectively, the best corrosion inhibition efficiency was obtained, and all of them acted as a mixed-type inhibitor. EDS data indicated that electron - negative elements such as 0and N in Schiff base molecules were adsorbed on the surface of 1060 pure aluminum. These two Schiff based corrosion inhibitors increased the corrosion activation energy of pure aluminum by adsorbing and forming a film on the surface of 1060 pure aluminum, which led to a higher energy barrier in the corrosion reaction and the effectively decrease of the corrosion rate of 1060 pure aluminum in 2 mol/L HC1 Solution-Key words: Schiff base; 1060 pure aluminum; vanillin; lysine; tyrosine; corrosion inhibition〇前言铝由于其成本低、质量轻以及高的热导率和电导 率而在家用和工业上广泛使用。
氨基酸类缓蚀剂缓蚀机理研究进展_郭学辉
第25卷第1期2013年1月腐蚀科学与防护技术CORROSION SCIENCE AND PROTECTION TECHNOLOGYV ol.25No.1Jan.2013氨基酸类缓蚀剂缓蚀机理研究进展郭学辉1王康1胡百顺1石茂才1周生杰1余海棠21.西安石油大学化学化工学院西安710065;2.延长油田公司延安716001中图分类号:TG174.42文献标识码:A文章编号:1002-6495(2013)01-0063-041前言在现代工业和生活中,金属腐蚀已成为极为严重的破坏因素,遍及各个工业部门.为了抑制金属的腐蚀,采用缓蚀剂是一种经济有效的防腐蚀方法.目前各类缓蚀剂被广泛应用于石油、石化、能源、交通、机电及建筑等行业以及工业各过程中,如清洗、水处理、石油开采、金属制品的储运等.近年来,随着人类环境保护意识的增强和可持续发展思想的深入,对缓蚀剂的开发和应用也提出了新的要求,新型高效及环境友好缓蚀剂的研发成为研究热点,也将是未来缓蚀剂的发展方向[1,2].但是,传统研发缓蚀剂的手段主要采用猜测和大量探索性实验,成本高、周期长、效率低、盲目性大,给研发工作带来了巨大的困难.只有清楚了解缓蚀剂的作用机理才能为新型高效且环境友好缓蚀剂的研发提供可靠的理论指导,故对缓蚀剂的缓蚀机理展开研究显得尤为重要.氨基酸分子中具有碱性氨基和酸性羧基两种基团,而且氨基酸中可以有多个氨基或多个羧基.氨基和羧基数目相等的氨基酸近于中性,氨基数目多于羧基数目的近于碱性,羧基数目多于氨基数目的近于酸性,所以氨基酸分为中性、碱性、酸性氨基酸.它不仅可以通过蛋白质水解得来,还可以在自然环境中全部分解.因其具有绿色环保、价格低廉和来源广泛等优点,已经被广泛应用,并取得显著效果[3].2氨基酸概述氨基酸是构成蛋白质的基本单位,赋予蛋白质特定的分子结构形态,使它的分子具有生化活性.自然界中氨基酸的种类大约有200多种,氨基和羧基连在同一个C上,都为α-氨基酸,其中标准氨基酸有20种.各种氨基酸的侧链有很大区别,有些侧链是非极性的,表现出疏水性;而其它一些侧链是极性的或是在中性pH下离子化的,表现出亲水性.单个氨基酸是兼性离子,所以是水溶性的[4].每种氨基酸具有特定的R侧链,它决定着氨基酸的物理化学性质.根据侧链的极性不同可将氨基酸分成4类:(1)具有非极性或疏水性侧链的氨基酸(丙氨酸、异亮氨酸、亮氨酸、苯丙氨酸、色氨酸、酪氨酸、甲硫氨酸、脯氨酸和缬氨酸)在水中的溶解度较小,随着脂肪族侧链的长度增加,其疏水程度相应增大.(2)具有极性、无电荷亲水侧链的氨基酸.这类氨基酸含有的中性、极性基团能够与水分子形成氢键.丝氨酸和苏氨酸的极性与它们所含的羟基有关,天冬酰胺和谷氨酰胺分别是天冬氨酸和谷氨酸的酰胺化产物,所以它们的极性同其酰胺基有关.另外,半胱氨酸由于含有极性较大的巯基基团,也属于极性氨基酸,在pH值接近中性时,巯基和酚基都可以产生部分电离.(3)带正电荷侧链(在pH接近中性时)的氨基酸包括组氨酸、精氨酸和赖氨酸,它们带有电荷是由于具有咪唑基、胍基和ε-NH2.(4)带有负电荷侧链的氨基酸(在pH接近中性时)包括天冬氨酸和谷氨酸.由于侧链都为羧基,故带有负电荷.除了20种常见的氨基酸外,从蛋白质水解物中还离析出其它氨基酸,比如肌肉蛋白中存在甲基组氨酸,ε-N甲基赖氨酸和ε-N三甲基赖氨酸.胶原蛋白中含有羟基脯氨酸和5-羟基赖氨酸.3氨基酸类缓蚀剂缓蚀机理研究进展缓蚀剂的本质是通过与金属的作用(包括物理吸附和化学吸附)从而抑制金属腐蚀的发生.其作用机理主要有三种,其一是吸附型缓蚀,此种类型缓蚀作用在于缓蚀剂分子中存在着极性基团,能在金属材料表面吸附成膜,阻碍腐蚀介质与金属材料接触;其二是沉淀型缓蚀,此种类型的缓蚀作用为缓蚀剂分子与腐蚀环境中其它离子发生反应后,生成难溶物质并沉积于金属材料表面,从而对金属起到保护定稿日期:2012-04-27作者简介:郭学辉,男,1962年生,教授级高级工程师,研究方向为油腐蚀科学与防护技术25卷的薄膜,阻止腐蚀反应的进行[5].氨基酸类缓蚀剂对金属在腐蚀介质中的缓蚀作用主要是由于氨基酸分子中S、N上有孤对电子与Fe空轨道形成表面配合物而吸附到碳钢表面,形成了一层致密的吸附膜而有效阻止金属的腐蚀,大大降低了其腐蚀速度.另外,氨基酸具有表面活性使它能够在金属/溶液界面上比较活泼的地方产生吸附,结果使界面反应的活化能增大,也使界面的双电层结构发生变化,从而使腐蚀电池共轭反应中的阴极或阳极受到强烈阻滞,使金属腐蚀的速率急剧降低[6].3.1中性介质氨基酸类缓蚀剂缓蚀机理研究进展在中性溶液中,氨基酸以两性离子的形式存在,分子主要通过-NH2结合H+吸附在电极表面(局部腐蚀电池的阴极区),降低阴极反应速率,阳极反应速率(金属溶解过程)也会降低[7].关于氨基酸类缓蚀剂在中性介质中的缓蚀机理报道并不多.Badaway等[8]利用极化曲线法和电化学阻抗法研究了氨基酸在含有Cl-的中性介质中对Cu-Ni合金的缓蚀作用.结果表明,当加入浓度为1×10-4mol/L时,缓蚀效率可达85%.进一步探究其缓蚀机理,认为氨基酸在合金表面形成了3D层,而缓蚀效率主要取决于这一层的性质,减缓了金属的腐蚀.梁劲翌[9]对N-油酰基肌氨酸钠的缓蚀性能以及与常用除盐水缓蚀剂的协同作用进行了探讨,发现N-油酰基肌氨酸钠对高温氨调节后除盐水有良好的缓蚀作用,而且与大多数除盐水缓蚀剂有良好的协同效应,并且开发了由N-油酰基肌氨酸钠与葡萄糖酸钠、PO43-组成的复合缓蚀剂,若复配一定浓度的阻垢剂,可适用于Cl-+SO42-浓度不超过50mg/L、pH值不低于8.0、含Ca2+高于45mg/L的水质环境.动电位极化曲线表明N-油酰基肌氨酸钠随浓度增加,金属腐蚀电位正移,表现为抑制阳极腐蚀,且浓度越大,正位移越大,腐蚀率越小.N-油酰基肌氨酸钠的抑制阳极反应和有机羧酸盐的羟基极性基团的吸附加强了磷酸盐成膜的致密性,增强了缓蚀效果.徐群杰等[10~13]对聚天冬氨酸(PASP)和钨酸盐的复配物对铜及其合金的缓蚀作用在不同的腐蚀介质(NaCl溶液和水)以及不同的铜合金材料(白铜B10、白铜B30)进行了系统的研究,并采用光电化学方法和激光扫描微区光电化学显微图象(PEM)技术对聚天冬氨酸和钨酸盐的复配物对铜及其合金的缓蚀性能和缓蚀机理进行微观上的比较研究,结合循环伏安电流和交流阻抗测试的结果,首次提出可用PEM 技术来评价铜缓蚀剂和研究铜缓蚀剂的作用机理.谱等电化学手段对PASP的缓蚀机理进行了研究,结果表明,随着PASP浓度增加,金属的自腐蚀电位有变大的趋势,说明聚天冬氨酸应属于阳极型缓蚀剂.同时阻抗谱在高频区出现了半圆容抗弧,随着聚天冬氨酸的加入,半圆半径变大,进一步验证了聚天冬氨酸对碳钢的缓蚀性能.3.2酸性介质氨基酸类缓蚀剂缓蚀机理研究进展工业设备的酸洗除垢和酸化采油等过程需要大量的酸洗缓蚀剂,许多氨基酸化合物可以充当酸性介质缓蚀剂[15].蒋馥华等[16]采用电化学方法和失重法,研究了在盐酸介质中N-十二烷甘氨酸对低碳钢的缓蚀作用.结果表明,其在临界胶束浓度(CMC)附近是良好的缓蚀剂,并符合Frumkin吸附等温式.陈尚冰等[17]合成了N-月桂酰基肌氮酸[n C11-H23CO-NH(CH3)CH2COOH,LS].用失重法和电化学测试法分别研究了LS在中性水体系中对碳钢的缓蚀性能以及LS与钼酸钠的协同缓性作用,并初步探讨了协同缓蚀剂机理,认为钼酸钠是一种弱氧化性的缓蚀剂,在金属表面形成的钝化膜不完整,单独使用钼酸钠效果不明显.而当与LS复配使用时,由于LS的极性基团部分中的N原子和O原子与Fe或Fe n+配位形成稳定难溶于水的五元环螯合膜,而且其长碳链背向金属,因而有效地覆盖了金属表面,从而阻止金属的腐蚀.黎新等[18]利用失重法测试了甘氨酸、丙氨酸、缬氨酸、亮氨酸4种氨基酸在0.5mol/L盐酸溶液中对铝的缓蚀效率.并且用AM1量子化学计算方法优化计算其分子的几何构形、前线轨道能级等,并探讨了在酸性介质中氨基酸对铝的缓蚀机理.研究表明,氨基酸在酸性介质中对铝的缓蚀效率与氨基酸的最低空轨道能级有关,最低空轨道能级越低,缓蚀效率越高.因为氨基酸在铝-界面产生缓蚀作用时,铝-界面的最高占据轨道与氨基酸的最低空轨道作用,发生了电子转移,产生化学吸附,使氨基酸分子吸咐在铝-界面上,把H+与铝-界面隔开,从而达到缓蚀目的.Zerfaoui等[19]采用失重法、极化曲线法和电化学阻抗法对甘氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、精氨酸和蛋氨酸等5种氨基酸在pH=5的柠檬酸中对Fe的缓蚀作用进行了研究.结果表明,各种氨基酸缓蚀作用大小依次为:甘氨酸<亮氨酸<天冬氨酸<精氨酸<蛋氨酸.蛋氨酸的缓蚀效果最好,可能是分子中S原子的孤对电子在吸附成膜中起了主要作用.Sorkhabi等[20]运用线性极化和动电位扫描研究641期蚀情况.结果表明,氨基酸的缓蚀效率与氨基酸的分子结构和浓度有关,对钢缓蚀机理属于界面吸附型,吸附机理符合Langmuir等温式.随后又利用失重法、极化曲线法和SEM技术对丙氨酸、亮氨酸、缬氨酸、脯氨酸、蛋氨酸和色氨酸等在1mol/L HCl+ 1mol/L H2SO4混酸中对铝的缓蚀作用进行了研究并对缓蚀机理进行了探讨.研究发现缓蚀效率大小的顺序为:色氨酸>蛋氨酸>脯氨酸>亮氨酸>缬氨酸>丙氨酸.其机理是芳环上的电子云和杂原子上的孤对电子与铝的空轨道相互作用,形成了不溶性的络合物,覆盖在金属表面,从而阻止了金属的腐蚀.其吸附机理符合Langmuir和Frumkin等温式.Olivares等[21]合成了氨基酸的癸酰胺衍生物,并利用失重法和极化曲线法研究了其在盐酸溶液中对碳钢的缓蚀作用.研究表明,甘氨酸和酪氨酸衍生物的缓蚀效果好于丙氨酸和缬氨酸的衍生物.当浓度为1×10-4mol/L时,前者的缓蚀效率可达90%,而后者为80%,原因是甘氨酸的近似线性结构使其更易吸附在金属表面,阻碍了腐蚀的进行.酪氨酸缓蚀率高的原因是由于具有供电子效应的苯环存在.相反,丙氨酸和缬氨酸的α位上的支链阻碍了分子的线性排列,从而减弱了金属与缓蚀剂之间的相互作用力,说明缓蚀率的高低与分子结构有关.Mord[22]运用恒电位和电化学阻抗谱(EIS)等方法在极化条件下对半胱氨酸(RSH)、蛋氨酸(CH3SR)、胱氨酸(RSSR)、乙酰半胱氨酸(ACC)在含Cl-、F-、Fe3+离子的40%磷酸介质中对中碳钢的缓蚀进行了研究.结果表明,半胱氨酸和乙酰半胱氨酸吸附机理符合Temkin's等温曲线;而蛋氨酸和胱氨酸吸附机理却符合Frumkin和Langmuir等温曲线.另外采用极化曲线和电化学阻抗法等研究了半胱氨酸(RSH)和胱氨酸(RSSR)在含S2-的H2SO4溶液中对碳钢的腐蚀行为[23].Tafel极化曲线表明RSH和RSSR 为阳极缓蚀剂,析氢反应和铁溶解反应的机理并没有改变.RSSR的缓蚀效果较好,可能由于其含有两个S原子,从而具有两个腐蚀中心,使RSSR更强烈的吸附在金属表面,形成更稳定的吸附膜.刘晓轩等[24]研究了L-半胱氨酸和DL-半胱氨酸硫内酯盐酸盐在硫酸溶液中对碳钢的缓蚀作用,其中L-半胱氨酸在碳钢上的吸附符合Langmuir吸附方程,而DL-半胱氨酸硫内酯盐酸盐偏离Langmuir 吸附方程.郑红艾等[25]采用失重法、电化学极化曲线和电化学阻抗谱研究了辛酰谷氨酸、DL-苏氨酸、DL-丝蚀效率的大小顺序为:辛酰谷氨酸>DL-苏氨酸>DL-丝氨酸.其作用机理为:辛酰谷氨酸有可供利用的孤对电子,而Cu2+的3d轨道上的成单电子受电负性较大的配位原子N的影响,被强行挤进两个3d轨道,4s轨道上的两个电子占据一个3d轨道.所空出两个内层的3d轨道和能量相近的4s、4p轨道形成杂化轨道,采取d2sp3杂化,可以和6个辛酰谷氨酸配位体成键,形成稳定的内轨型八面体配合物.而DL-苏氨酸的缓蚀效果比DL-丝氨酸好是因为DL-苏氨酸可以形成较稳定的六元环,而DL-丝氨酸结构中有吸电子基存在,与铜形成的四元环不稳定.此外还采用电化学阻抗法和极化曲线法研究了各种浓度精氨酸及其与抗坏血酸复配溶液在0.25mol/L盐酸溶液中对铜的缓蚀效果,并进一步探讨了其缓蚀机理.由于精氨酸带有较多亲水性的含氮碱基基团和较多的极性基-NH2,亲水极性基容易被金属吸附,起到保护金属的作用.此外,较多的极性基团-NH2的中心原子N含有孤对电子,它与铜电子的空轨道进行配位结合,吸附在铜的表面,从而减缓了腐蚀.自V osta等[26]首次运用量子化学方法研究缓蚀机理后,许多学者开始采用量子化学计算方法研究缓蚀剂的缓蚀机理[27],目前通过对缓蚀剂进行分子设计,计算机模拟以及量子化学计算已成为缓蚀剂机理研究的主要手段.Gómez等[28]运用量子化学的密度泛函理论(DFT)进行分子计算、模拟和设计,从理论上研究和讨论了甘氨酸(Gly)、丙氨酸(Ala)、缬氨酸(V)、酪氨酸(Tyr)等4种氨基酸类化合物在盐酸介质对中碳钢的缓蚀效果以及缓蚀机理.Duda等[29]通过动电位极化曲线(PPC)、线性极化电阻(LPR)、失重法等手段进行设计和模拟,对SAE-1010和SAE-1018钢的缓蚀效果进行了研究,并且利用量子化学的理论预测了这些氨基酸类缓蚀剂对铜的缓蚀机理.石文艳等[30]利用量子化学对甘氨酸、亮氨酸、天冬氨酸、精氨酸及蛋氨酸的缓蚀机理进行了研究.通过计算这5种氨基酸的前线分子轨道能量、最高占有轨道、最低空轨道的组成以及各原子的自然电荷分布、亲核Fukui指数和亲电Fukui指数.结果表明,这5种氨基酸缓蚀性能与其分子的最高占据轨道能量E HOMO及能级差△E有关,E HOMO越大、△E越小,其缓蚀性能越好.其次,通过分析分子最高占有轨道、最低空轨道的组成及原子的Fukui指数,探讨此类缓蚀剂分子的反应活性位点,发现这5种氨基酸是郭学辉等:氨基酸类缓蚀剂缓蚀机理研究进展65腐蚀科学与防护技术25卷蚀效果.运用分子动力学模拟,获得了这5种氨基酸分子与Fe(111)晶面的结合能,结合能排列顺序由大到小依次为蛋氨酸＞精氨酸＞天冬氨酸＞亮氨酸＞甘氨酸.因此,为判断氨基酸类缓蚀剂性能的优劣,合成新型、高效氨基酸类缓蚀剂提供了理论依据.4存在的问题及展望近年来,对氨基酸作为绿色缓蚀剂在金属腐蚀方面的应用做了大量工作,同时也取得了显著成果.但是,当前仍面临着一些亟待解决的问题:(1)缺乏系统性.目前进行的研究往往只是针对其中的某些方面,只是一个点的概念,没有形成系统性.(2)理论不完善.虽然环境友好缓蚀剂从分子设计、合成路线与工艺、复配增效、应用性能等方面都取得了较大发展,但是其理论进展仍远滞后于实践,对于许多缓蚀剂的缓蚀机理仍处于模糊状态,需要进一步深入的研究和探讨.随着量子化学的不断发展,对缓蚀剂进行分子设计、计算机模拟以及进行量子化学计算已成为缓蚀剂机理研究的主要手段.另外,PEM技术的发展,可以得到常规光电化学方法所不能得到的一些新的信息,对缓蚀剂机理的研究起到了巨大的推动作用,这都为未来研发更多新型高效环境友好型缓蚀剂提供了可靠的保障.参考文献[1]吴伟明,路民旭,程明焱.硫酸介质中氨基酸对钢的缓蚀性能[J].腐蚀与防护,2008,29(12):727[2]王慧龙,郑家燊.环境友好缓蚀剂的研究进展[J].腐蚀科学与防护技术,2002,14(5):275[3]彭维恩.理论视阈下氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的方法探讨[J].技术研发,2011,18(9):221[4]田会娟,柳鑫华,芮玉兰.氨基酸类绿色酸洗缓蚀剂的研究进展[J].腐蚀与防护,2009,30(3):186[5]何新快,陈白珍,张钦发.缓蚀剂的研究现状与展望[J].材料保护,2003,36(8):1[6]柳鑫华,芮玉兰,田惠娟.酸洗过程中氨基酸类缓蚀剂缓蚀机理研究进展[J].清洗世界,2008,24(7):23[7]Khaled M I.Evaluation of cysteine as environmentally friendly cor-rosion inhibitor 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关于对常减压蒸馏新技术的研究与探讨
关于对常减压蒸馏新技术的研究与探讨【摘要】随着社会发展对油气资源的需求不断增大，炼油企业也字不断发展，炼油行业的装置对技术的依赖也不断增强。
在常减压蒸馏装置上存在的突出问题就是腐蚀问题，所以需要通过新技术对这一问题予以有效的解决，从而保证企业的生产和安全运行。
笔者对常减压蒸馏装置的腐蚀情况和防护措施进行了简单介绍，对电脱盐技术进行了重点分析，并且对未来防腐技术的应用提出了建议。
【关键词】常减压蒸馏装置新技术防腐随着我国石油工业的迅速发展，炼油企业接受的原油种类也日益多样化，目前国内大多石化企业采用的常减压蒸馏装置也在这一情况下出现腐蚀，严重的还会造成企业生产中断或引起安全事故，这不但在经济上有巨大的损失还会对人员安全和环境造成恶劣影响。
常减压蒸馏装置是炼油厂进行原油加工的第一道工序，所以对后续的工作有着直接的影响，在整个炼油过程中常减压蒸馏装置也是经受腐蚀最为严重的部分，所以必须在技术上强化对常减压蒸馏装置的防护，减少损失和安全隐患，确保整个工程的正常、安全运行。
1 常减压蒸馏装置的腐蚀情况与保护常减压蒸馏装置在腐蚀类型上有以下两种：其一低温部位腐蚀，主要是发生在初镏塔顶、常压塔顶以及减压塔顶的冷凝冷却系统和部分挥发线；其二是高温部位，主要发生在常压塔和减压塔壁等位置的高温硫腐蚀。
下面来分别介绍着两种腐蚀的情况与防护。
1.1 “一脱三注”技术低温部位的腐蚀主要来自于原油中的氯盐和硫化物通过加热生成的hc1和硫化氢，经过塔顶低温部位冷凝形成稀盐酸腐蚀环境，对常减压蒸馏装置造成坑蚀、沟槽、穿孔等腐蚀现象。
针对这一腐蚀防护的办法是以工艺技术——“一脱三注”为主，材料为辅。
“一脱三注”技术是对常减压蒸馏装置低温部位腐蚀最为有效的方法，包括原油电脱盐、注有机胺、注缓浊剂或注水。
这一技术旨在降低原油中的盐含量，从而控制hc1的产生，改变腐蚀环境状况，这一技术也能够在设备表明形成一层保护膜，能够有效阻止腐蚀物与设备表面的接触。
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氨基酸类缓蚀剂的研究开发进展
氨基酸类缓蚀剂是一种新型绿色缓蚀剂，其具有环保、经济、高效等特点，因此在近年来成为研究的热点之一。
本文将从氨基酸类缓蚀剂的定义、种类、研究进展等方面进行探讨。
一、氨基酸类缓蚀剂的定义和分类
氨基酸是一种含有羧基和氨基的有机化合物，在缓蚀剂中广泛应用。
氨基酸类缓蚀剂可分为有机物基氨基酸类缓蚀剂、无机物基氨基酸类缓蚀剂两种。
有机物基氨基酸类缓蚀剂包括脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、硫醇酸、羟基酸、胺基酸等。
无机物基氨基酸类缓蚀剂包括缬氨酸、天门冬氨酸、组氨酸等。
二、氨基酸类缓蚀剂的研究进展
1、氨基酸类缓蚀剂的缓蚀机理
氨基酸类缓蚀剂通过与金属表面形成配位键，阻止金属表面被氧化还原反应所腐蚀。
具体机理包括吸附减少基底金属的暴露面积，增加盐溶液的电阻，修复由于腐蚀而被破坏的表面膜，改善金属表面的化学环境等。
2、氨基酸类缓蚀剂的改性
为了进一步提高氨基酸类缓蚀剂的缓蚀性能，人们尝试对其进行改性。
在传统氨基酸基础上，加入氧、氮等原子或者在分子结构中引入吡啶等杂环结构，或对其进行聚合等改性，可以提
高氨基酸类缓蚀剂的缓蚀效果，使其在实际应用中更加优良。
3、氨基酸类缓蚀剂的应用
氨基酸类缓蚀剂的应用范围广泛，可以用于水处理、石油化工、电子电器、冶金等领域。
在石油化工中，氨基酸类缓蚀剂可以用作海洋油钻设备的缓蚀剂，避免海洋环境中的玻璃化作用。
在制药工业中，氨基酸类缓蚀剂可以用于净化制药中的金属离子污染，保证药品的纯度。
综上所述，氨基酸类缓蚀剂是当今研究的热门领域之一，其具有高效、绿色、经济等诸多优点，在许多领域得到广泛的应用和发展。
为了更好地发挥其优势，研究者们还需进一步探索其缓蚀机理、改进其性能，为其实际应用提供更多的技术支持。