离子液体在甲醇/硫酸介质中对Q235钢表面的缓蚀性能

• 作者: 郑天宇 王璐 刘金彦 王佳
• 来源期刊: 化工学报
• 关键词: 离子液体 缓蚀剂 Q235钢 电化学 量子化学计算 分子模拟
• 年，卷（期）: 2021,（5）
• 所属期刊栏目: 表面与界面工程
• 页码范围: 2230-2239
• 页数: 9页
• 分类号: TG174.42
• 语种: 中文
• DOI: 10.11949/0438-1157.20191372

摘要

探究硫酸存在时Q235钢在甲醇中的腐蚀行为，以及离子液体1-丁基-3-甲基咪唑氯盐（[Bmim]Cl）对金属表面的缓蚀作用。通过静态失重法、电化学测试、扫描电子显微镜来测定[Bmim]Cl对Q235钢的缓蚀性能。并利用量子化学计算和分子动力学模拟分析[Bmim]Cl分子的缓蚀机理。在甲醇中随着硫酸含量的增加碳钢的腐蚀速率增加。含有59.51 ml 0.05 mol·L-1 H2SO4的甲醇溶液作为腐蚀介质时，随着[Bmim]Cl浓度升高，缓蚀效率逐渐增大，当浓度为0.6 mol·L-1时，缓蚀效率达到最佳值，为90.63%，且[Bmim]Cl是主要控制阳极反应的混合抑制剂，SEM分析表明在含有缓蚀剂溶液中浸泡后的Q235钢表面相对于未加缓蚀剂更加平整。前线轨道分析和Fukui指数都表明，离子液体在碳钢表面的吸附位点分布在咪唑环上，与Fe发生化学吸附。分子动力学模拟结果表明缓蚀剂分子以阳离子[Bmim]+平行吸附于金属表面，阴离子Cl-扩散在溶液中的方式达到缓蚀的效果。理论计算结果与实验结果一致，即[Bmim]Cl在甲醇/硫酸水溶液中对Q235钢具有很好的缓蚀作用，为新型离子液体缓蚀剂研究应用奠定了基础。