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缓蚀剂协同作用机理研究与创新

成果类型:: 发明专利

发布时间: 2024-11-09 19:30:01

科技成果产业化落地方案
方案提交机构:成果发布人| 杨吉可 | 2024-11-09 19:30:01

缓蚀剂协同作用机理研究与创新已取得显著成果。这一领域的研究主要集中在提高缓蚀效率和降低缓蚀剂加入浓度,通过不同缓蚀剂之间的协同作用来实现。研究揭示了多种缓蚀剂之间的协同机理。例如,咪唑啉类缓蚀剂与硫脲的协同作用,形成了双层膜模型,其中硫脲位于膜底部,咪唑啉处于膜外层,这种结构既阻止了腐蚀介质向金属表面扩散,又限制了硫脲分子的脱附,从而发挥了优异的协同效应。此外,咪唑啉与苯甲酸钠的协同作用也被发现,它们在碳钢表面形成了更致密的吸附膜层,进一步提高了缓蚀效果。在研究方法上,构建了自由体积分数预测缓蚀剂间协同效应的新方法,有效缩减了新型缓蚀剂的研发周期。同时,通过对缓蚀剂在CO2和CO2/H2S体系中效果差异性的研究,揭示了其本质原因,为靶向开发不同环境的高效缓蚀剂奠定了基础。这些研究成果已被广泛应用于工业领域,特别是在油气田等苛刻环境下的腐蚀防护中。采用缓蚀剂具有操作简便、见效快等优点,已成为油气田腐蚀控制的主要技术手段之一。通过缓蚀剂的协同效应研究,不仅可以提高缓蚀效率,还可以降低运维成本,具有重要的理论意义和应用价值

高效协同组合:通过深入研究,科研人员发现了多种缓蚀剂之间的高效协同组合。这些组合能够显著提高缓蚀效率,有时甚至超过单一缓蚀剂效果的数倍。这种“1+1>2”的协同效应,为缓蚀剂的应用提供了更广阔的空间。机理揭示:研究不仅停留在应用层面,还深入探讨了缓蚀剂协同作用的机理。例如,通过架桥理论、聚合理论以及竞争-联合(协同)吸附理论等,揭示了缓蚀剂分子在金属表面的吸附和成膜过程,为缓蚀剂的设计和优化提供了理论依据。绿色环保:随着环保意识的提高,绿色缓蚀剂的研发成为热点。通过协同作用机理的研究,科研人员成功开发出了一系列生物基、可降解的环保型缓蚀剂,既满足了防腐需求,又减少了对环境的影响。应用广泛:缓蚀剂协同作用的研究成果已广泛应用于石油、化工、电力等工业领域,有效延长了设备的使用寿命,降低了运维成本,为企业的可持续发展提供了有力支持。

一、工业防腐领域

  1. 石油与天然气工业:在油气开采、运输和加工过程中,设备和管道常受到腐蚀的威胁。缓蚀剂协同作用机理的研究,有助于开发出更高效、更环保的缓蚀剂配方,用于保护这些设备和管道,延长其使用寿命,降低运维成本。

  2. 化学工业:在化工生产中,许多设备和容器都接触腐蚀性介质。缓蚀剂的协同作用可以显著提高防腐效果,减少设备腐蚀和泄漏事故,保障生产安全。

  3. 电力工业:在电力行业中,冷却水系统和锅炉等设备也常受到腐蚀的影响。缓蚀剂的协同作用机理研究,有助于开发出适用于这些设备的缓蚀剂,提高设备的可靠性和安全性。

二、环保与可持续发展

  1. 绿色缓蚀剂的开发:随着环保意识的提高,绿色缓蚀剂的研发成为重要趋势。缓蚀剂协同作用机理的研究,有助于发现更多具有生物降解性、低毒性的缓蚀剂成分,减少对环境的影响。

  2. 资源节约:通过优化缓蚀剂的配方和协同作用机理,可以减少缓蚀剂的用量,降低生产成本,同时减少对原材料的消耗,符合可持续发展的理念。

三、新材料与新技术

  1. 新型缓蚀材料的研发:缓蚀剂协同作用机理的研究,有助于发现更多具有优异防腐性能的新型材料,如纳米材料、高分子材料等,为防腐技术的发展提供新的思路。

  2. 智能防腐技术:结合现代传感技术和信息技术,可以开发出智能防腐系统,实时监测设备的腐蚀状态,并根据需要调整缓蚀剂的用量和配方,实现精准防腐。

北京化工大学拥有多个实力强劲的科创团队,以下是其中几个团队的简要介绍:高强碳纤维科技创新团队:该团队致力于高性能碳纤维的研发,拥有国内先进的实验平台。在徐樑华教授的带领下,团队自主研发了高性能PAN基碳纤维制备技术,并开发出系列高强型、高强中模型等碳纤维,引领国内碳纤维行业发展。先进弹性体材料研究中心:由张立群院士领衔,包括长江学者、国家杰出青年基金获得者等35位教师。研究中心在全球橡胶领域享有高声誉,曾荣获多项国家及省部级奖励,拥有众多发明专利,并与40余家企业合作建立了产学研联合研究中心。高性能聚合物研究室:该研究室以高性能聚合物的合成、制备和加工为核心,致力于解决国家高性能和多功能高分子材料的重大需求。研究室在高强高模聚酰亚胺纤维、相变储能材料等领域取得显著成果,已获多项国内外专利。

一、经济效益

  1. 降低生产成本:通过缓蚀剂的协同作用,可以减少缓蚀剂的用量,从而降低生产成本。同时,由于缓蚀剂的高效性,可以延长设备和管道的使用寿命,减少因腐蚀导致的维修和更换成本。

  2. 提高生产效率:缓蚀剂的应用可以减少设备和管道的腐蚀,降低故障率,从而提高生产效率。此外,协同作用机理的研究有助于开发出更适用于特定工况的缓蚀剂,进一步提高生产效率。

  3. 促进产业升级:缓蚀剂协同作用机理的研究与创新,推动了防腐技术的升级和进步,促进了相关产业的发展。例如,在石油、化工等行业中,缓蚀剂的应用已成为提高设备可靠性和延长使用寿命的重要手段。

二、环境效益

  1. 减少环境污染:传统的防腐方法可能产生有害物质,对环境造成污染。而缓蚀剂协同作用机理的研究,有助于开发出更环保、更安全的缓蚀剂,减少对环境的影响。

  2. 资源节约:通过优化缓蚀剂的配方和协同作用机理,可以减少原材料的消耗,实现资源的节约和合理利用。

三、社会效益

  1. 保障生产安全:缓蚀剂的应用可以减少设备和管道的腐蚀,降低泄漏和爆炸等安全事故的风险,从而保障生产安全。

  2. 提升国际竞争力:缓蚀剂协同作用机理的研究与创新,有助于提升我国在防腐技术领域的国际竞争力,推动相关产品和技术的出口。

科研成果持有者将科技成果作为合作的基础和条件,与其他企业,研究机构或个人共同开展科技成果转化活动。