苯腙(P2APH)缩合合成的克分子数相等的混合物pyridine-2-aldehyde和盐酸苯肼在乙醇中回流条件下4 h。混合物在冰和冷却过滤沉淀颜色淡黄色固体,用包裹(1:1)混合物,和干 19]。

5 P2APH更易被溶解在包裹混合物(1:1)。混合物在冰浴冷却,ethanolic NaBH的解决方案₄在10毫升(1 g)添加一滴一滴地不断搅拌,直到反应混合物的黄色消失了。这种混合物保持10 h和沉淀产品(RP2APH)过滤,用少量的水-乙醇混合物(1:1),和干 20.]。

产品特征的元素(不一样的EL三世元素分析仪)分析和质量(日本岛津公司,2010年QP GCMS)、核磁共振(力量皇冠三世高清,dmso-d₆溶剂)和红外(日本岛津公司Affinity-1, KBr颗粒方法)光谱分析。

碳钢优惠券是擦伤(1×1×0.15厘米)与不同等级的SiC论文(120、400、600、800、1000和1200年),用肥皂清洗解决方案,并通过丙酮脱脂。约。钢试样的组成是由EDAX技术(0.58%的C, 0.07%的锰,0.02% P, S 0.015%, 0.02% Si和铁,日立SU6600模型SEM)。原液P2APH和RP2APH(1.0毫米)在1 M盐酸准备和稀释1 M盐酸溶液得到积极的解决方案在不同浓度(0.2 - -1.0毫米)。

腐蚀介质的金属标本沉浸在4天 29日 ± 0.2 °C与腐蚀速率的定期评估。腐蚀率( 21, 22)是由 (1) υ = K W D 年代 t , 在哪里 υ= (mmy腐蚀速率⁻¹), W =减肥(g), 年代 =金属表面积标本(厘米²), t = (h)的治疗, D =标本密度(gcm⁻³), K =一个常数(8.76×10⁴)。

抑制效率( η w %)得到( 21由以下方程: (2) η w % = υ - - - - - - υ ′ υ × One hundred. , 在哪里 υ& υ ′ 是金属试样的腐蚀速率没有和抑制剂的存在,分别。

三电极系统是用于极化研究,饱和甘汞电极作为参比电极(SCE)。金属铂和标本(包括1厘米²区)作为计数器和工作电极,分别。工作电极被允许接触积极的解决方案,以实现稳态开路电位((OCP)。腐蚀介质中的每个金属样品沉浸在一段时间内实验前30分钟29°C。极化研究进行了潜在范围+ 250−250 mV的扫描速度1 mV / s [ 23- - - - - - 26]。腐蚀电流密度的抑制效率计算使用以下方程: (3) η p o l % = 我 c o r r - - - - - - 我 ′ c o r r 我 c o r r × One hundred. 。 电化学噪声(ECN)实验进行三电极电池组装,由两个碳钢电极(1厘米²)和带宽。所有ECN分析1200年代进行了一段( 27, 28]。Ivium Compactstat-e电化学系统由iviumsoft控制软件是用于电化学研究。

使用日立SU6600模型进行了SEM分析扫描电子显微镜。分析表面膜沉积在CS是由红外光谱。

经链的分子结构和光谱技术。结果总结如下。P2APH:中文,发现:(钙),C %;72.69 (73.09),H %;4.98 (5.58),N %;21.08 (21.32)。质谱;M +峰 米 / z = 196.75 (基峰)([C₁₂H₁₁N₃]⁺),¹Hnmr;8.17 δ(s) (CH = N), 12.08 (s) (NH),¹³Cnmr;148.97 ppm (c - 2 pyr), 143.35 ppm(颈- 1 ph值),144.41 ppm (CH = N)。

RP2APH:中文,发现:(钙),C %;71.69 (72.36),H %;6.66 (6.53),N %;20.87 (21.11)。质谱;M +峰 米 / z = 198.84 (基峰)([C₁₂H₁₃N₃]⁺),¹Hnmr;6.8 (t) (CH₂),8.5 δ10.67 (d) (NH-1) δ(d) (NH-2),¹³Cnmr;111.39 ppm (CH₂),153.78 ppm (c - 2 pyr), 148.18 ppm(颈- 1 ph值)。分子的结构和优化几何图形P2APH和RP2APH图 1。

两个分子的腐蚀抑制效率为24小时( 29日 ± 0.1 °C)表中列出 1。两个分子显示CS表面上抑制效率非常高。一段24 h, P2APH分子显示一些抑制效率高于其减少的形式RP2APH浓度。这可以归因于强烈协调偶氮甲碱的存在联系P2APH和完整的平面几何的分子。图 2表示腐蚀抑制效率随时间的变化的分子在1.0毫米。情节显示下降 η w % 为比RP2APH P2APH非常陡的日子。这可能是由于P2APH的缓慢水解分子在酸性介质。偶氮甲碱链接(C = N)分子中容易水解( 11]。这个分子的形式(RP2APH)从偶氮甲碱连杆是免费的,不容易水解,显示较高的抑制效率好几天。抑制剂在腐蚀介质的稳定性是非常重要的如果要推荐使用很长一段时间。从重量腐蚀研究的结果可以达到结论RP2APH分子充当很好的缓蚀剂很久了。

得到更多的洞察腐蚀的机理,吸附等温线是策划。各种等温线模型中尝试,选择最合适的一个相关系数的帮助下。最适合P2APH等温线模型和RP2APH在1 M CS HCl是朗缪尔吸附等温式方程( 4)。等温线图在图给出了相关系数接近1 3。 (4) C θ = 1 K 一个 d 年代 + C , 在哪里 C 抑制剂的浓度, θ是部分表面覆盖, K 一个 d 年代 吸附平衡常数( 1]。标准自由能吸附( Δ G 一个 d 年代 0 )相关的吸附平衡常数( K 一个 d 年代 )由以下方程: (5) Δ G 一个 d 年代 0 = - - - - - - R T ln ⁡ 55.5 K 一个 d 年代 , 55.5水的摩尔浓度, R 是通用气体常数, T 在开尔文温度。两分子吸附自由能展出约38.0焦每摩尔,这证实了分子与金属表面的相互作用强烈的化学作用( 29日]。

了解关于动电的反应和分子的参与在这个过程中极化研究已经进行。表 2提供了CS的塔菲尔极化参数的存在和缺乏抑制分子。数据 4(一)和 4 (b)显示金属标本的塔菲尔极化曲线1 M盐酸和没有P2APH RP2APH。金属的腐蚀电流密度标本与抑制剂的浓度明显降低。显著减少活性表面积的金属试样暴露在腐蚀介质发生由于吸附层的厚度的增加与浓度( 14]。明显的上升 η p o l % 观察到这些抑制剂浓度。在1.0毫米浓度,P2APH显示抑制效率为92.3%。由于阴极塔费尔直线(图的斜坡 4)倾斜超过阳极斜坡,可以假定这两个分子延缓金属腐蚀通过抑制腐蚀的阴极过程。换句话说,氢的演化过程是由两分子相比,大大阻碍了铁为铁的氧化^{2 +}。

电化学噪声实验相同的CS电极和参比电极(SCE)沉浸在测试解决方案盐酸(1米)的存在和缺乏P2APH和1200年代RP2APH一段 29日 ± 0.2 ° C 。图 5代表了当前噪声空白金属试样和酸处理的1.0毫米P2APH RP2APH。从噪声数据的平均值,这是可以理解的电流噪声按照订货单> RP2APH > P2APH,这表明,分子的防护能力是P2APH > RP2APH的顺序。潜在的噪声标准差比当前噪声的标准差了噪声电阻 R n ( 30.]。空白金属试样的抗噪声为2.8,明显增加了添加抑制剂。CS接受P2APH和RP2APH显示噪声电阻4.22和3.92,分别,这显然反映了分子的金属溶解过程的参与。

噪声数据的频域分析了功率谱密度(PSD)的各种系统(图 6)。PSD的优势是,它是独立于时间和信号数据不随时间改变 31日- - - - - - 33]。采用快速傅里叶变换(FFT)与时间有关的噪声数据转换成PSD阴谋使用ivium软件。噪音信号的频率响应可以被监控的帮助下PDS的情节。提高光谱分辨率,伯格介绍了最大熵法(MEM)短时间记录 34]。数学上这种方法做了一些假设不可测量的数据与现有的数据是一致的( 35]。红线所示各种CS标本描述MEM的FFT谱曲线。

空白样品的当前和潜在的噪音相对高于标本处理抑制分子。噪声的大小与频率明显降低。更高的潜在的噪音信号的振幅明显的局部金属腐蚀( 36]。在PSD情节和MEM曲线分析,很明显,潜在的噪音值的大小对空白很更高的金属标本的标本浸入酸P2APH和RP2APH(1.0毫米)。这是相当大的局部腐蚀的迹象在CS表面没有抑制剂。在所有频率潜在的CS P2APH处理噪音和电流噪声低于标本处理RP2APH,表明前者分子抑制解散CS在1 M盐酸。

PSD的斜率情节是重要参数,描述了反应的抑制分子在金属表面。相当大的变化的斜率的大小PSD的情节是一个衡量金属溶解的脆弱性( 37]。尽管的斜坡 P 年代 D v 曲线几乎保持不变CS处理1.0毫米P2APH RP2APH,山坡上的显著变化 P 年代 D 我 阴谋被发现。山坡上的 P 年代 D 我 光谱曲线的CS标本处理1.0毫米抑制剂分子大约从−0.19更改为0。这个结果建立了碳钢在P2APH和RP2APH不太容易在1 M盐酸腐蚀。

表面薄膜沉积在CS标本处理1.0毫米抑制剂在腐蚀介质24小时被机械地使用红外光谱和分析。数据 7(一)和 7 (b)表示覆盖P2APH和RP2APH及其表面的红外光谱在CS表面薄膜光谱,分别。在3330厘米的苯腙P2APH显示峰值⁻¹这是由于h组的弹性振动。这个峰值在影片表面频谱转移到更高的频率(3420厘米⁻¹很强的吸收。当我们考虑P2APH的结构,分子内氢键的充足的机会和杂环氮原子之间的h组很明显。- h拉伸频率的增强膜表面光谱可能是由于氢键的断裂在CS表面吸附的分子通过N-atom吡啶环将导致氮氢键的自由振动。CH = N拉伸频率出现在1600厘米⁻¹红外光谱的P2APH改为1620厘米⁻¹表面膜的光谱。这是由于这群表面金属原子之间的相互作用。碳氮(pyr)的伸缩振动P2APH也从1540厘米⁻¹到1520厘米⁻¹在电影表面光谱是一个明确的迹象的交互通过吡啶氮与金属原子的化合物。强烈的吸收低于900厘米⁻¹表面膜的光谱可以归因于metal-nitrogen和metal-carbon债券的形成。由于缺乏完整的RP2APH共面,很难提出分子内氢键。- h拉伸频率出现在3400厘米⁻¹光谱的RP2APH没有明显改变表面膜的光谱。观察到的峰值为1580厘米⁻¹更改为1600厘米吗⁻¹表面膜的红外光谱,可以归因于吡啶氮与铁原子的相互作用。低于1000厘米⁻¹,表面膜的光谱RP2APH表现出非常强烈的红外吸收,表示强烈的形成Fe-N和Fe-C债券。

金属表面的表面形态是借助SEM进行评估。显微图都记录在200倍的放大。数据 8(一)- 8(d),分别显示放大裸露的金属表面图像,金属浸酸,和金属与酸治疗P2APH和RP2APH为24小时(1.0毫米)。所有表面的纹理图像显示相当大的差异。坑,裂缝出现在裸露的金属试样的扫描电镜图像由于抛光效果。空白样品的显微照片似乎是非常粗略的严重腐蚀。相对平滑的图像显示了金属标本沉浸在盐酸存在P2APH(1.0毫米)和RP2APH(1.0毫米)。这可以归因于CS酸腐蚀的预防酸的吸附分子。

抑制腐蚀反应可以与有机分子的前线分子轨道的能量。亲水相互作用(HSAB概念)之间的抑制剂分子的分子轨道和空d轨道表面的铁原子在金属溶解的预防是非常重要的。高价值的 E H O 米 O 和的最小值 E l U 米 O - - - - - - E H O 米 O ( Δ E )是重要的量子化学参数,便于强大约束力的分子在金属表面 34, 38]。优化的分子几何和量子化学计算由DFT方法使用全音域的软件。贝克的组合参数交换功能和Lee-Yang-Parr外地相关功能(B3LYP)是用于DFT计算( 34]。估计像量子力学参数 E H O 米 O , E l U 米 O , Δ E P2APH和RP2APH提供了表 3。分子的HOMO和LUMO P2APH RP2APH代表图 9。近似HSAB参数如电负性( χ )和化学硬度( η 由以下方程)的分子进行评估( 39),也报道在表 3: (6) χ ≈ - - - - - - 1 2 E H O 米 O + E l U 米 O , η ≈ 1 2 E H O 米 O - - - - - - E l U 米 O 。 的 E H O 米 O 值的两个分子几乎是相同的,但是分离HOMO和LUMO能量比RP2APH P2APH相当低,这表明P2APH比RP2APH更好的抑制剂。所需要的能量使电子从人类P2APH空d轨道的铁RP2APH相比很低。最小值的 E l U 米 O 表明高概率的分子接受电子从金属表面。在比较 E l U 米 O 值的两个分子,很明显,比RP2APH P2APH分子具有非常低的价值。这是一个强烈的backdonation填满电子的轨道Fe P2APH的空置的分子轨道。量子化学参数为计算提供一个房间数量的电子转移( Δ N 从供体受体分子)。作为一个近似,铁大部分金属的化学硬度近似电负性的假定为零,大部分铁作为7 eV ( 39]。方程( 7)给出了近似数量的电子从抑制剂分子转移到铁原子。 (7) Δ N = χ F e - - - - - - χ 我 n h 我 b 2 η F e + η 我 n h 我 b 。 电子转移的数量从抑制剂受主原子比RP2APH P2APH较高,这表明P2APH可以强有力的协调类型与金属原子的交互。

微扰分子中电子云发生化学反应。化学分子的硬度是衡量抵抗电子云的极化。柔软的分子一般化学硬度值较低,低HOMO-LUMO能源缺口,和高极化率( 40]。他们也与高的化学反应有关。如果我们认为菲两个有机分子之间的相互作用是软软的类型,显然,P2APH有很大的倾向于吸附在铁表面,从而防止金属溶解明显,因为它具有低价值的化学比RP2APH硬度。