Page 211 - 《精细化工》2020年第5期

第 5 期 张光华，等: 两种甲基丙烯酸二甲氨乙酯基季铵盐的合成及缓蚀性能 ·1061·

图 6 不同温度下 DMA-Ⅰ和 DMA-Ⅱ的 Langmuir 等温拟 图 7 DMA-Ⅰ和 DMA-Ⅱ的 lnK ads 与 1/T 的关系曲线
合线 Fig. 7 Relationship between lnK ads and 1/T for DMA-Ⅰ and
Fig. 6 Langmuir isothermal fitting lines of DMA-Ⅰand DMA-Ⅱ

DMA-Ⅱat different temperatures 2.5 活化能测试

由表 3 中相关参数可以看出，DMA-Ⅰ和 DMA- 为深入讨论两种缓蚀剂在 Q235 钢表面的缓蚀
Ⅱ在不同温度下的吸附平衡常数 K ads 均很高，表明 作用，采用阿伦尼乌兹公式（如下所示）进行讨论。
DMA-Ⅰ和 DMA-Ⅱ均能牢固吸附在 Q235 钢表面，并  E 
V  A exp   a  （7）
且在较高温度下仍然保持良好的缓蚀效果。吸附自  RT 
2
0
由能 G ads 均是负值，说明 DMA-Ⅰ和 DMA-Ⅱ分子 式中：V 为腐蚀速率，mg/(cm ·h）；A 为指前因子；
是自发吸附在 Q235 钢表面。 E a 为活化能，kJ/mol；不同温度下，E a 可以由 lnV
通常，当 G ads ＜–40 kJ/mol 时属于化学吸附（电 和 1/T 拟合得到。
0
Q235 钢在含有不同浓度 DMA-Ⅰ和 DMA-Ⅱ的
荷共享或形成共价键），当 G ads ＞–20 kJ/mol 时属 1 mol/L 盐酸中的 Arrhenius 图见图 8，相应的活化
0
于物理吸附（静电之间的相互作用） [21] 。DMA-Ⅰ和
能参数见表 4。
DMA-Ⅱ的 G 0 ads 均小于–40 kJ/mol，所以 DMA-Ⅰ和 由图 8 可知，活化能越高，腐蚀速率越低。经
DMA-Ⅱ在 Q235 钢表面的吸附属于化学吸附。吸附 计算，在不同温度下，不同浓度的 DMA-Ⅰ和 DMA-
热均为负值，说明两种缓蚀剂在 Q235 钢表面的吸 Ⅱ的活化能 E a 均大于空白盐酸下的 E a 。通常，E a
0
附都是放热反应。吸附熵 S ads 均为正值，表明这两 在 40~800 kJ/mol 时属于化学吸附 [22] 。
种吸附都是熵增过程。虽然缓蚀剂分子在 Q235 钢
的表面吸附是熵减过程，但是水分子脱附是熵增过
程，而且水分子因为分子量小，体积小，所以脱附
的数量多，熵增过程大。因此，整个吸附过程呈熵
增过程。
图 7 中 lnK ads 和 1/T 的关系曲线可以拟合得到
0
 H ads 。图 7 可知，DMA-Ⅰ和 DMA-Ⅱ的 lnK ads 与
1/T 拟合结果几乎呈一条直线，说明实验因人工因
素和环境因素产生的误差不大，证明了实验结果的

准确性。