苯基和苯甲酰基硫脲在盐酸中的缓蚀性能和机理分析

摘要：

为了深入理解硫脲基酸化缓蚀剂的缓蚀作用机制,提高硫脲基缓蚀剂在酸化开发过程中的应用效果,利用腐蚀失重实验、扫描电子显微镜、量子化学计算研究了两种硫脲衍生物苯基硫脲(PHTU)和苯甲酰基硫脲(BO-TU)在15％HCl溶液中对20#钢的缓蚀性能和缓蚀机理.结果表明,PHTU和BOTU对20#钢在15％HCl溶液中均有较好的缓蚀效果.加量为2 mmol/L时,钢片表面形成的较为致密完整的腐蚀产物可抑制腐蚀性介质与钢基体的接触,缓蚀率可达83％以上,且由于BOTU分子中C=O双键的存在,BOTU的缓蚀性能优于PHTU.PHTU和BOTU在钢表面的吸附均符合Langmuir吸附模型,吸附方式为物理吸附和化学吸附共存的混合吸附.量子化学计算结果表明,缓蚀剂分子中的反应活性位点主要分布在C=S双键、C—N键及BOTU的C=O双键上.其中,N原子被酸液质子化后可与钢表面通过静电引力形成物理吸附;高电子云密度的C=S键、C=O键及苯基可提供电子与铁原子的空d轨道,通过配位和反馈键形成化学吸附,进而稳定吸附在金属表面形成保护膜,抑制腐蚀进程.

关键词：硫脲衍生物、缓蚀剂、缓蚀性能、量子化学计算、缓蚀机理

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分类号：O641:TG174.42(物理化学（理论化学）、化学物理学)

资助基金：中国海油重大科技专项南海西部油田上产万方钻完井关键技术研究项目CNOOC-KJ135ZDXM38ZJ05ZJ

在线出版日期：2023-04-19（万方平台首次上网日期，不代表论文的发表时间）

页数：共7页

页码：117-122,136