：1006-3471(2004)04-0440^06咪哩咻衍生物与硫腺之间的缓蚀协同效应研究赵景茂,刘鹤霞，狄伟，左(北京化工大学材料科学与工程学院，北京100029)摘要：应用失重法、动电位扫描法、X射线光电子能谱(XPS)研究了味哩魅缓蚀剂和硫腺复配后对碳钢在CO?盐水溶液中的缓蚀协同作用•实验表明，咪哇嘛和硫豚之间存在着良好的协同效应,二者复合后对CO?腐蚀有较好的抑制作用.经XPS检测，试样表面吸附膜有N、S元素存在,而且,于接近基体处,S元素含置相对较高;而在溶液界面处，则N元素含量较高•据此推断缓蚀剂和硫濟在钢样表面可能形成“包含络合物”，从而使缓蚀剂膜更加致密，缓蚀效果也更好.关键词：缓蚀剂;协同效应衍生物;硫JS;CO2®蚀分类号：0646文献标识码：A咪哇咻类缓蚀剂对CO?水溶液中的碳钢具有优良的缓蚀作用，当与含硫化合物，如硫脉、苯基硫脉、对甲基苯基硫豚等复配使用时,缓蚀效果更好"切・研究表明,C02体系中加入缓蚀剂后,咪哩咻在碳钢表面发生吸附，从而增大了腐蚀反应的活化能，其抑制机理为“负催化效应吕战鹏等⑴详细研究了5种硫腺衍生物分别与咪哇咻化合物之间的协同效应，发现两者复配后对阴、阳极过程都有抑制作用，特别是对阳极过程的抑制作用更为明显•作者认为,这是由于硫腺衍生物的特性吸附改变了电极表面的电荷分布，使得咪哩咻化合物更加容易吸附在电极表面从而强烈地抑制腐蚀•俞敦义⑹在研究硫腺与7701缓蚀剂之间的协同效应时,认为硫豚分子中N原子上未共用的孤对电子与C=S双键的7T电子发生共振，导致S原子上电子云密度增加,加强了7701有机阳离子对金属的化学吸附，从而缓蚀能力大大提髙•然而关于咪哇咻和硫豚之间的缓蚀协同效应的机理,还没有统一的解释.本文应用失重法和动电位法测试了咪哇咻类缓蚀剂和硫豚对碳钢在CO?水溶液中的抑制腐蚀的效果，利用X光电子能谱分析了N、S元素在表面膜中的相对含量，并推断了咪醴咻与硫豚之间的协同作用机理.1实验方法1.1失重法实验材料宀碳钢，化学成分(％(bymass))：C：0.23,Si：0.046,Mn：0.47,S：0.024,收稿日期：2003-12-28，修订日期：2004-02-18♦通讯联系人:Tel；(86-10)64434818,Email:zuoy@mail.buct.edu国家重点基础研究发展规划(G19990650)资助P：0.012,Cu：0.024.所用的咪醴咻缓蚀剂由本实验室合成,硫腺为化学纯试剂.实验洛液为模拟某油田产出水的模拟溶液，组成为NRCI30g/L,CaCl25g/L,Na2S045g/L,由分析纯化学试剂和去离子水配制而成•缓蚀剂浓度除另有说明外，一般咪哇咻和硫腺浓度之和为lOmg/L.采用挂片失重法测定缓蚀剂的缓蚀效率•实验之前，先向溶液中通人CO2lh以除去溶液中的溶解氧，然后放入A?钢试棒，于50±2七下历经10h,实验期间连续通入CO2.12极化曲线测量极化曲线测量采用M273A恒电位仪(EGGPrinceton公司)•三电极体系，工作电极为A3钢，参比电极为饱和甘汞电极(SCE)，辅助电极为钳电极.测试前先向溶液中通CO2lh,然后将电极浸入测试介质中.待开路电位稳定后，再进行动电位扫描,扫速为0.5mV/s,实验温度为50±2兀・1.3XPS表面分析采用与失重法相同的实验步骤，将钢样在含10mg/L咪醴咻+10mg/L硫腺的溶液中浸泡24h后,取岀吹干放人XPS样品室..’光电子能谱仪为PHI-5300ESCA系统，使用MgKa射线为激发源，分析室真空度为l.Ox10-8Pa,样品以C“结合能(284.6eV)为内标校正荷电效应.利用特征峰的面积和元素灵敏度因子，分别计算N、S元素在表面不同深度的相对含量.2结果与讨论表1列岀应用失重法测定的咪哩咻缓蚀剂与硫臊复配后的缓蚀效率，各复配方的咪醴咻和硫腺总浓度均保持为lOmg/L.实验表明，咪哩咻缓蚀剂和硫腺之间存在着协同效应;如表可见.当两者的浓度都为5mg/L时，缓蚀效果最好.表1不同浓度的咪哩咻与硫腺对A3钢在饱和CO?溶液中的缓蚀率Tab.1InhibitionefficiencyofimidazolineandthioureaatdifferentconcentrationforA3steelinC02-saturatedsolutionConcentrationofimidazoline/mg•10.06.75.03.30.0Concentrationofthiourea/mg•L*10.03.35.06.710.0Inhibitionefficiency/%82.187.194.386.585.5图1示岀A?钢在含有和不含有缓蚀剂的C02饱和溶液中的极化曲线测试结果,如图可见，在仅含有咪醴咻缓蚀剂(5mg...