由稀土离子的配位作用构筑的低聚表面活性剂及其在铝合金表面的缓蚀机理研究

Aluminum and its alloy are used widely in industrial field. However,in presence of chlorides or other halides, localized corrosion of alloy is promoted and cause great economic losses. A great deal of research efforts have been done to develop new environmentally friendly corrosion inhibitor as an alternative and no toxic compound. In this project,the inhibitors of rare earth ion composition are combined with the fundamental problems in surfactant science. The ligand condition, ligand number and structure of oligomeric surfactants constructed by the coordination effect of rare earth metal ions are intensively studied. The corrosion inhibitions of aluminum alloy in NaCl medium are especially focused. The main research contents include the design and synthesis of carboxylate surfactant and construct the oligomeric surfactants, the synergistic inhibition effect of rare earth ion, synthesized surfactant and oligomeric surfactant. The mechanism of synergistic inhibition is investigated by electrochemistry methods, surface observation and theoretical calculation. As a result, the project is beneficial for the applications of new inhibitor in new technology fields.

铝及铝合金在工业领域应用广泛，在有氯离子和其它卤素离子存在的环境中会发生局部腐蚀，造成巨大的损失，因此高效绿色无毒缓蚀剂的开发成了亟待解决的问题。本项目将稀土配合物作为缓蚀剂与表面活性剂的科学问题相结合，深入研究由稀土离子的配位作用构筑低聚表面活性剂的条件、配位数、结构等。重点关注其在NaCl介质中对铝合金表面的缓蚀作用。主要研究内容包括羧酸盐型表面活性剂的设计合成，低聚表面活性剂的构筑，稀土离子、合成表面活性剂以及配位而成的低聚两亲分子在介质中的缓蚀协同作用。通过电化学方法、表面观察法、理论计算法研究该体系缓蚀协同作用机理，为新型缓蚀剂的研究开发奠定理论基础。

铝及铝合金在工业领域应用广泛，但是在使用的环境中会发生腐蚀，造成巨大的损失，添加缓蚀剂是防腐办法之一，但传统的缓蚀剂存在缓蚀效率低和对环境造成污染等问题，因此高效绿色无毒缓蚀剂的开发成了亟待解决的问题。本项目主要通过合成疏水链长分别8,12,14的羧酸盐阴离子表面活性剂，将其与稀土Ce3+，La3+，Tb3+，Eu3+配合形成Gemini表面活性剂，通过失重法，电化学法，XPS和SEM表面观察法，发现无论是合成的表面活性剂还是配位成的Gemini表面活性剂都在NaCl介质中，铝合金表面有较好的缓蚀作用。缓蚀剂在铝合金表面发生了物理和化学吸附，在金属表面形成了一层保护膜，阻止铝合金表面与腐蚀介质接触，从而达到保护的作用。羧酸盐表面活性剂 N-烷基亚氨基二乙酸钠和稀土离子以2:1的摩尔比在水溶液中形成配合物，RNC-8，RNC-12，RNC-14随着碳链长度增加缓蚀性能增强，随着表面活性剂浓度的增大，缓蚀性能增大，但是浓度为临界胶团浓度时缓蚀效率最大，达到90%，随后随着浓度的增加缓蚀效率下降。表面活性剂与稀土离子形成配合后，缓蚀效率达到95%以上。新型表面活性剂的合成及其与稀土离子形成的配合物，为高效，绿色，无毒的金属缓蚀剂的开发奠定了基础。