nghiên cứu điều chế và khả năng ức chế chống ăn mòn kim loại trong môi trường chất điện li của một số hợp chất hữu cơ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN TRỌNG DÂN NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI TRONG MÔI TRƢỜNG CHẤT ĐIỆN LI CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Hà Nội - 2012 ĐẠI HỌC QUỐC GIA HÀ NỘI TRƢỜNG ĐẠI HỌC KHOA HỌC TỰ NHIÊN - NGUYỄN TRỌNG DÂN NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ CHỐNG ĂN MỊN KIM LOẠI TRONG MƠI TRƢỜNG CHẤT ĐIỆN LI CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ Chuyên ngành : Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 60 44 31 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: PGS.TS Trịnh Xuân Sén Hà Nội - 2012 MỤC LỤC MỞ ĐẦU Chƣơng 1: TỔNG QUAN 1.1.Khái quát ăn mòn kim loại 1.1.1.Khái niệm ăn mòn kim loại 1.1.2.Phân loại q trình ăn mịn kim loại 1.2 Tiêu chuẩn đánh giá độ ăn mòn 1.2.1 Chỉ tiêu khuynh hướng ăn mòn (kr) 1.2.2 Chỉ tiêu vết ăn mòn (kn) 1.2.3 Chỉ tiêu chiều sâu ăn mòn (P) 1.2.4 Chỉ tiêu thay đổi khối lượng 1.2.5 Chỉ tiêu thể tích ăn mịn 1.2.6 Chỉ tiêu dòng điện ăn mòn (iăm) 1.2.7 Chỉ tiêu thay đổi tính chất học ăn mòn 1.2.8 Chỉ tiêu thay đổi điện trở 1.2.9 Chỉ tiêu phản xạ ăn mòn 1.3.Các phƣơng pháp chống ăn mòn kim loại 1.3.1.Chọn chế tạo vật liệu có độ bền vững chống ăn mòn cao 1.3.2 Cách ly kim loại với môi trường 1.3.3 Các phương pháp bảo vệ điện hoá 1.3.4 Bảo vệ kim loại phương pháp dùng chất ức chế 1.4 Các phƣơng pháp nghiên cứu khả ức chế ăn mòn thép CT3 chất ức chế 12 1.4.1 Phương pháp điện hoá- đo đường cong phân cực 12 1.4.2 Phương pháp khối lượng 13 1.5.Giới thiệu chất ức chế ăn mịn mơi trƣờng axit .13 Chƣơng 2: THỰC NGHIỆM 15 2.1 Chuẩn bị thí nghiệm 15 2.1.1.Thiết bị dụng cụ 15 2.1.2.Hoá chất sử dụng 15 2.2.Đối tƣợng khảo sát 16 2.3.Tổng hợp 2-benzyliden-N-phenylhydrazincacbothioamit dẫn xuất 17 Chƣơng 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 19 3.1.Kết tổng hợp 2-benzyliden-N-phenylhydrazincacbothioamit dẫn xuất nó(DBP) .19 3.2.Kết đánh giá khả ức chế ăn mòn thép CT3 môi trƣờng HCl 2M hợp chất DBP phƣơng pháp khối lƣợng 20 3.2.1 Ảnh hưởng nồng độ chất MBP đến tốc độ ăn mịn thép CT3 mơi trường HCl 2M .20 3.2.2 Ảnh hưởng nồng độ chất HBP đến tốc độ ăn mòn thép CT3 môi trường HCl 2M .21 3.2.3 Ảnh hưởng nồng độ chất ISPBP đến tốc độ ăn mịn thép CT3 mơi trường HCl 2M .22 3.2.4 Ảnh hưởng nồng độ chất BBP đến tốc độ ăn mòn thép CT3 môi trường HCl 2M 22 3.2.5 Ảnh hưởng nồng độ chất BP đến tốc độ ăn mịn thép CT3 mơi trường HCl 2M .23 3.2.6.Ảnh hưởng nồng độ chất NBP đến tốc độ ăn mòn thép CT3 môi trường HCl 2M .23 3.3 Kết đánh giá khả ức chế ăn mịn thép CT3 DBP mơi trƣờng HCl 2M phƣơng pháp đo đƣờng cong phân cực 25 3.3.1 Ảnh hưởng nồng độ chất MBP đến tốc độ ăn mòn thép CT3 môi trường HCl 2M .25 3.3.2 Ảnh hưởng nồng độ chất HBP đến tốc độ ăn mịn thép CT3 mơi trường HCl2M 26 3.3.3 Ảnh hưởng nồng độ chất ISPBP đến tốc độ ăn mòn thép CT3 môi trường HCl 2M .27 3.3.4 Ảnh hưởng nồng độ BBP đến tốc độ ăn mịn thép CT3 mơi trường HCl 2M 28 3.3.5 Ảnh hưởng nồng độ chất BP đến tốc độ ăn mòn thép CT3 môi trường HCl 2M .29 3.3.6 Ảnh hưởng nồng độ chất NBP đến tốc độ ăn mịn thép CT3 mơi trường HCl 2M .30 3.4 Kết đánh giá khả ức chế ăn mòn thép CT3 DBP môi trƣờng NaCl 3,5% phƣơng pháp đo đƣờng cong phân cực 33 3.4.1 Ảnh hưởng nồng độ chất MBP đến tốc độ ăn mòn thép CT3 môi trường NaCl 3,5% .33 3.4.2 Ảnh hưởng nồng độ chất HBP đến tốc độ ăn mịn thép CT3 mơi trường NaCl 3,5% 34 3.4.3 Ảnh hưởng nồng độ chất ISPBP đến tốc độ ăn mòn thép CT3 môi trường NaCl 3,5% 35 3.4.4 Ảnh hưởng nồng độ chất BBP đến tốc độ ăn mịn thép CT3 mơi trường NaCl 3,5% 36 3.4.5 Ảnh hưởng nồng độ chất BP đến tốc độ ăn mòn thép CT3 môi trường NaCl 3,5% 37 3.4.6 Ảnh hưởng nồng độ chất NBP đến tốc độ ăn mịn thép CT3 mơi trường NaCl 3,5% 38 3.5 Nghiên cứu ảnh hƣởng nhiệt độ đến q trình ăn mịn thép CT3 môi trƣờng HCl 2M 40 KẾT LUẬN 43 TÀI LIỆU THAM KHẢO 44 PHỤ LỤC 46 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Một số dạng ăn mịn Hình 1.2: Đồ thị mơ tả phương pháp ngoại suy Tafel 12 Hình 3.1: Hiệu bảo vệ thép CT3 chất HCl 2M theo phương pháp khối lượng 24 Hình 3.2: Đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế MBP nồng độ khác 25 Hình 3.3: Đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế HBP nồng độ khác 26 Hình 3.4: Đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế ISPBP nồng độ khác 27 Hình 3.5: Đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế BBP nồng độ khác 28 Hình 3.6: Đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế BP nồng độ khác 29 Hình 3.7: Đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế NBP nồng độ khác 30 Hình 3.8: Hiệu bảo vệ thép CT3 chất HCl 2M theo phương pháp đo đường cong phân cực 32 Hình 3.9: Đường cong phân cực thép CT3 NaCl 3,5% có mặt chất ức chế MBP nồng độ khác 33 Hình 3.10: Đường cong phân cực thép CT3 NaCl 3,5% có mặt chất ức chế HBP nồng độ khác 34 Hình 3.11: Đường cong phân cực thép CT3 NaCl 3,5% có mặt chất ức chế ISPBP nồng độ khác 35 Hình 3.12: Đường cong phân cực thép CT3 NaCl 3,5% có mặt chất ức chế BBP nồng độ khác 36 Hình 3.13: Đường cong phân cực thép CT3 NaCl 3,5% có mặt chất ức chế BP nồng độ khác 37 Hình 3.14: Đường cong phân cực thép CT3 NaCl 3,5% có mặt chất ức chế NBP nồng độ khác 38 Hình 3.15: Hiệu bảo vệ thép CT3 chất NaCl 3,5% theo phương pháp đo đường cong phân cực 39 Hình 3.16: Đồ thị biểu diễn phụ thuộc lnQ vào 1/T khơng có chất ức chế có chất ức chế nồng độ 10-4M 41 DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU Bảng 3.1: Kết hiệu suất, màu sắc, nhiệt độ nóng chảy sản phẩm 19 Bảng 3.2: Kết phổ hồng ngoại phổ khối lượng sản phẩm 19 Bảng 3.3: Độ giảm khối lượng, hiệu ức chế ăn mòn tốc độ ăn mòn thép CT3 dung dịch HCl 2M có chứa nồng độ MBP khác 21 Bảng 3.4: Độ giảm khối lượng, hiệu ức chế ăn mòn tốc độ ăn mòn thép CT3 dung dịch HCl 2M có chứa nồng độ HBP khác 21 Bảng 3.5: Độ giảm khối lượng, hiệu ức chế ăn mòn tốc độ ăn mòn thép CT3 dung dịch HCl 2M có chứa nồng độ ISPBP khác 22 Bảng 3.6: Độ giảm khối lượng, hiệu ức chế ăn mòn tốc độ ăn mịn thép CT3 dung dịch HCl 2M có chứa nồng độ BBP khác 22 Bảng 3.7: Độ giảm khối lượng, hiệu ức chế ăn mòn tốc độ ăn mòn thép CT3 dung dịch HCl 2M có chứa nồng độ BP khác 23 Bảng 3.8: Độ giảm khối lượng, hiệu ức chế ăn mòn tốc độ ăn mòn thép CT3 Ntrong dung dịch HCl 2M có chứa nồng độ NBP khác 23 Bảng 3.9: Tóm tắt kết bảo vệ thép CT3 HCl 2M chất ức chế theo phương pháp khối lượng 24 Bảng 3.10: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế MBP 26 Bảng 3.11: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế HBP 27 Bảng 3.12: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế ISPBP 28 Bảng 3.13: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế BBP 29 Bảng 3.14: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế BP 30 Bảng 3.15: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 HCl 2M có mặt chất ức chế NBP 31 Bảng 3.16: Tóm tắt kết bảo vệ thép CT3 HCl 2M chất ức chế theo phương pháp đo đường cong phân cực 31 Bảng 17: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 trongNaCl 3,5% có mặt chất ức chế MBP 33 Bảng 3.18: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 NaCl 3,5% có mặt chất ức chế HBP 34 Bảng 3.19: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 trongNaCl 3,5% có mặt chất ức chế ISPBP 35 Bảng 3.20: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 NaCl 3,5% có mặt chất ức chế BBP 36 Bảng 3.21: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 NaCl 3,5% có mặt chất ức chế BP 37 Bảng 3.22: Bảng số liệu khảo sát đường cong phân cực thép CT3 NaCl 3,5% có mặt chất ức chế NBP 38 Bảng 3.23: Tóm tắt kết bảo vệ thép CT3 NaCl 3,5% chất ức chế theo phương pháp đo đường cong phân cực 38 Bảng 3.24: Tốc độ ăn mịn thép CT3 HCl 2M có khơng có chất ức chế phụ thuộc nhiệt độ 40 MỞ ĐẦU Trong công nghiệp xây dựng dân dụng, kim loại sử dụng từ lâu phổ biến Một vấn đề đặt kim loại tiếp xúc với môi trường xung quanh, ăn mòn xảy thường xuyên dẫn đến giảm tuổi thọ thiết bị, công trình, gây tổn thất cho hệ sinh thái thiệt hại cho kinh tế quốc dân Theo đánh giá liên hợp quốc, ăn mòn làm tổn thất đến 3% tổng sản phẩm quốc gia Bởi vậy, nghiên cứu ăn mòn bảo vệ kim loại quan tâm từ lâu.[3,12] Việt Nam nước có khí hậu nhiệt đới nóng ẩm, việc nghiên cứu ăn mòn bảo vệ kim loại cần thiết Có nhiều biện pháp khác sử dụng để hạn chế đến mức thấp thiệt hại ăn mòn gây Một biện pháp việc sử dụng chất ức chế để bảo vệ kim loại khỏi bị ăn mịn Để góp phần vào lĩnh vực nghiên cứu này, tiến hành nghiên cứu đề tài: “Nghiên cứu điều chế khả ức chế chống ăn mòn kim loại môi trường chất điện li số hợp chất hữu cơ.” Đề tài bao gồm nội dung sau: Tổng hợp hợp chất hữu 2-benzyliden-N-phenyl hydrazin cacbothioamit dẫn xuất nó(DBP) Tiến hành khảo sát khả ức chế ăn mòn thép CT3 môi trường chất điện li dung dịch HCl 2M, NaCl 3,5% hợp chất phương pháp khối lượng phương pháp điện hoá Nghiên cứu ảnh hưởng nhiệt độ đến khả ức chế ăn mịn thép CT3 mơi trường axit HCl 2M hợp chất 10 11 12 13 14 15 16 17 18 ... TRỌNG DÂN NGHIÊN CỨU ĐIỀU CHẾ VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI TRONG MÔI TRƢỜNG CHẤT ĐIỆN LI CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT HỮU CƠ Chuyên ngành : Hóa lý thuyết Hóa lý Mã số: 60 44 31 LUẬN VĂN THẠC... ăn mịn Để góp phần vào lĩnh vực nghiên cứu này, tiến hành nghiên cứu đề tài: ? ?Nghiên cứu điều chế khả ức chế chống ăn mịn kim loại mơi trường chất điện li số hợp chất hữu cơ. ” Đề tài bao gồm... ăn mòn kim loại Ăn mòn kim loại phá huỷ kim loại hợp kim tác động lí hố học mơi trường xung quanh Hậu ăn mòn kim loại nguyên tử kim loại bị oxi hoá thành ion kim loại tính chất quý kim loại: M