Page 220 - 《精细化工》2020年第2期

·422· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 38 卷

为在不同温度下，Q235 钢在含不同质量浓度 IPT 的 除此之外，随着温度的升高，Q235 钢的缓蚀率有所
1 mol/L HCl 溶液中浸泡 4 h 对应的失重结果。 降低。这是由于高温造成吸附在 Q235 钢表面的部
V=Δm/St （1） 分 IPT 分子发生了脱附，从而使缓蚀剂在 Q235 钢
η/%=(V 0 –V)/V 0 ×100 （2） 表面的覆盖度减小，降低了其缓蚀效果。但是，在
70 ℃时，100 mg/L IPT 的 HCl 溶液中，缓蚀率仍可
式中：V 0 为空白组的腐蚀速率，V 为添加缓蚀剂后
2
各样品的腐蚀速率，mg/(cm ·h)；Δm 为失重前后样 达 97.15%，这表明在较高温度下，IPT 仍能对 Q235
2
品的质量损失，mg；S 为样品的表面积，cm ；t 为 钢起到良好的保护作用，高温引起的缓蚀率降低并
不显著，几乎可以忽略。同时，相比于多数同等条
失重实验进行的时间，h。 [13-15]
件下的文献报道，这一数据高出报道值 4%以
表 1 IPT 的失重结果 上。基于以上分析，明确验证了所设计的 IPT 分子
Table 1 Weight loss results of IPT 结构合理，缓蚀性能优越。
2
温度/℃ ρ/(mg/L) V/[mg/cm ·h)] θ η/% 2.4 电化学分析
30 空白 2.7238 — — Q235 钢在含有不同质量浓度 IPT 的 HCl 溶液中
20 0.0945 0.9653 96.53 的 Nyquist 曲线及等效电路图如图 4 所示（Z re 代表
40 0.0757 0.9722 97.22 阻抗的实部，纵轴 Z im 代表阻抗的虚部），相关阻抗
60 0.0670 0.9754 97.54 参数由 ZSimpWin 软件拟合，拟合结果见表 2。
80 0.0610 0.9776 97.76
100 0.0572 0.9790 97.90
40 空白 4.3276 – –
20 0.1614 0.9627 96.27
40 0.1281 0.9704 97.04
60 0.1138 0.9737 97.37
80 0.1030 0.9762 97.62
100 0.0961 0.9778 97.78
50 空白 6.7581 — —
20 0.2669 0.9605 96.05
40 0.2156 0.9681 96.81

60 0.1933 0.9714 97.14 图 4 不同质量浓度 IPT 下 Q235 钢的阻抗曲线
80 0.1764 0.9739 97.39 Fig. 4 Nyquist plots of Q235 steel at different mass
concentrations of IPT
100 0.1622 0.9760 97.60

60 空白 10.5565 — —
表 2 Q235 钢在不同质量浓度 IPT 中的阻抗参数
20 0.4444 0.9579 95.79 Table 2 Impedance parameters of Q235 steel at different
40 0.3674 0.9652 96.52 mass concentrations of IPT
60 0.3294 0.9688 96.88 ρ/ R s/ R ct/ CPE
2
2
80 0.2945 0.9721 97.21 (mg/L) (Ω·cm ) (Ω·cm ) C dl/(μF/cm ) n η/%
2
100 0.2755 0.9739 97.39 空白 0.71 9.7 355.2 0.84 —
70 空白 12.6947 — — 20 0.99 278.9 229.5 0.79 96.52
20 0.5649 0.9555 95.55 40 1.07 343.5 217.6 0.81 97.18
40 0.4748 0.9626 96.26 60 1.10 382.7 208.4 0.83 97.47
60 0.4304 0.9661 96.61 80 0.93 418.5 194.4 0.73 97.68
80 0.3897 0.9693 96.93 100 1.02 463.0 172.6 0.75 97.90
100 0.3618 0.9715 97.15 注：n 为弥散指数；R s 为溶液电阻；R ct 为电荷转移电阻；
注：θ 为表面覆盖度，θ=η/100；—为无，下同。 C dl 为电容；CPE 为恒相位元件。

由表 1 可知，随着 IPT 加入量的增加，Q235 钢 从图 4 中可以看出，所有阻抗曲线均呈现近似
的缓蚀率增大，表明 IPT 的加入对 Q235 钢在 HCl 半圆形，这说明 IPT 的加入不改变腐蚀反应的机理，
中的腐蚀有明显的抑制作用，即 IPT 具有良好的缓 只是抑制了反应的活性。此外，电容半圆并非标准
蚀性能。30 ℃下，加入 100 mg/L IPT 的 HCl 溶液 半圆，存在一定凹陷，表明 Q235 钢表面存在非理
中，Q235 钢的缓蚀率为 97.90%，且逐渐趋于稳定。 想电化学行为 [16] 。随着 IPT 的加入量逐渐增加，阻