咪唑啉季銨鹽緩蝕劑的復配機理

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(1. 中石化西北油田分公司 石油工程技術研究院，烏魯木齊 830441； 2. 中國石油大學(北京)，北京 102200;3. 油氣裝備材料失效與防護北京市重點實驗室，北京 102200)

綠色緩蝕劑

咪唑啉季銨鹽緩蝕劑的復配機理

肖雯雯1,徐孝軒1,葛鵬莉1,匡園2,3,韓鵬2,朱原原1

(1.中石化西北油田分公司石油工程技術研究院，烏魯木齊830441； 2.中國石油大學(北京)，北京102200;3.油氣裝備材料失效與防護北京市重點實驗室，北京102200)

通過電化學測試確定咪唑啉季銨鹽(IM)和辛基酚聚氧乙烯醚(OP)兩種緩蝕劑的最佳復配比，利用X射線光電子能譜(XPS)分析高溫高壓CO2腐蝕條件下緩蝕劑在L245鋼表面的吸附特性，結合分子動力學計算研究了復配緩蝕劑的緩蝕機理。結果表明：復配后IM緩蝕劑分子在金屬表面吸附量增加，同時OP分子的吸附提高了IM緩蝕劑分子在金屬表面的吸附覆蓋程度，形成致密的保護膜，阻礙溶液中腐蝕性介質對金屬表面的侵蝕，有效保護基體減緩腐蝕，從而使得IM和OP復配后的緩蝕率明顯升高；IM與OP復配后緩蝕劑分子在Fe(001)表面的吸附強度增大，說明緩蝕劑分子的緩蝕性能本質上是由緩蝕劑分子與金屬表面的電子轉移行為所決定的。

咪唑啉季銨鹽(IM)；緩蝕劑；復配；協同效應

Abstract： Electrochemical test was used to research the optimum compound proportion of imidazoline quaternary ammonium salt (IM) and octylphenol ethoxylate (OP). X-ray photoelectron spectroscopy (XPS) was used to analyze the adsorption characteristics of the corrosion inhibitor on the surface of L245 steel under the corrosion conditions of high temperature and high pressure with CO2. The inhibition mechanism of the compound inhibitors were studied by molecular dynamics simulation. The results show that the IM molecules adsorbing on the metal surface increased after being compounded. The adsorption of OP molecules enhanced the adsorption of IM molecules on the metal surface, and a compact protective film was formed to hinder the corrosive media in solution from corroding metal surface and protect the substrate from corrosion effectively. So the inhibition efficiency of IM compounded with OP obviously increased. The adsorption intensity of inhibitor molecules on Fe (001) surface increased after the addition of IM compounded with OP, which indicates that the corrosion inhibition of inhibitor molecules is determined by the electron transfer behavior of inhibitor molecules on the metal surface.

Keywords： imidazoline quaternary ammonium salt (IM); inhibitor; compounding; synergistic effect

油氣田集輸管線常遭受嚴重的腐蝕，威脅人身、財產及環境的安全。緩蝕劑以其操作簡單、用量較少及緩蝕率高等優點，在油氣田腐蝕防護過程中得到了廣泛的應用[1]。緩蝕劑按適當條件混合以后，許多特性將顯著優于單一純組分的性質，這是其復配所產生的協同增效作用。因此，緩蝕劑復配機理的研究成為人們一直以來關注的重要問題[2-5]。

咪唑啉類緩蝕劑具有低毒、高穩定性等優點，在油氣田領域的防腐蝕過程中具有廣闊的應用前景。目前，關于咪唑啉類緩蝕劑的復配機理已很多文獻報道。馬淑清等[6]研究了油酸基咪唑啉與KI復配后在CO2環境中的協同效應，結果表明：復配比為1∶1時，緩蝕效果提高了23.55%，協同效應非常明顯。

辛基酚聚氧乙烯醚(OP)屬于非離子型表面活性劑，具有優良乳化性能和潤濕、擴散性能的乳化劑[7]。趙建國[8]研究了辛基酚聚氧乙烯醚磷酸酯(OPP)在飽和CO2鹽水體系中的吸附行為，并認為：OPP主要抑制了陽極反應；OPP在Q235鋼表面吸附遵循Frumkin吸附等溫式，被吸附的分子之間存在相互吸引力；OPP在Q235鋼形成的吸附層有效阻擋了鐵表面的活性區,顯著降低了腐蝕速率。

目前對于咪唑啉緩蝕劑與辛基酚聚氧乙烯醚復配之后的機理研究尚不明確。因此，本工作對咪唑啉季銨鹽(IM)和辛基酚聚氧乙烯醚(OP)進行復配，通過電化學測試，高溫高壓腐蝕試驗，XPS分析以及模擬計算研究了其復配后的緩蝕機理。

1 試驗

1.1 試驗材料

試驗選用的緩蝕劑為咪唑啉季銨鹽(IM)和辛基酚聚氧乙烯醚(OP)。咪唑啉季銨鹽采用分析純的油酸、二乙烯三胺和氯化卞合成[9]；辛基酚聚氧乙烯醚(OP)為市購，分析純級別。咪唑啉季銨鹽合成反應流程如下：將分析純油酸和二乙烯三胺按物質的量比1∶1.2加入500 mL燒瓶中，燒瓶用高純氮氣保護，連接分水器裝置和溫度計；將上述原料升溫至100 ℃后，加入40 mL二甲苯作為反應攜水劑，迅速升溫至120 ℃并逐級升溫至150 ℃；待反應完全，再次迅速升溫至180 ℃并持續升溫至240 ℃，直至分水器中無水流出，獲得中間體。將獲得的中間體進行減壓蒸餾后，加入氯化芐在75 ℃下進行反應，反應完全后獲得最終產物。

1.2 電化學測試

電化學測試在CHI660-E電化學工作站上進行，并采用三電極體系：工作電極為L245鋼電極(直徑12 mm)，輔助電極為石墨電極，參比電極為飽和甘汞電極。L245碳鋼的化學成分(質量分數)為：0.13% C，0.76% Mn，0.014% S，0.022% P，0.24% Si。腐蝕介質為10% NaCl(質量分數)溶液，在腐蝕介質中單獨及復配添加了兩種緩蝕劑，試驗溫度為25 ℃。極化曲線測量電位為-1～0 V(相對于飽和甘汞電極的電位)，掃描速率為1 mV/s；電化學阻抗譜測試頻率為0.01 Hz～100 kHz，擾動電位為5 mV。

采用Tafel外推法對極化曲線進行擬合，得到腐蝕電流密度(Jcorr)，自腐蝕電位(Ecorr),陽極極化曲線斜率(βa)，陰極極化曲線斜率(βc)等參數。

根據極化曲線測試得到的腐蝕電流密度和電化學阻抗譜測試得到的電荷轉移電阻分別計算緩蝕劑的緩蝕率[10]，如式(1)和式(2)所示。

式中：Jcorr,0，Jcorr分別為緩蝕劑添加前后的腐蝕電流密度，μA·cm-2；Rct與Rct,0分別為緩蝕劑添加前后的電荷轉移電阻，Ω·cm2。

1.3 高溫高壓腐蝕試驗

高溫高壓腐蝕試驗參照JB/T 7901-1999《金屬材料實驗室均勻腐蝕全浸試驗方法》標準和SY/T 5273-2014《油田采出水處理用緩蝕劑性能指標及評價方法》標準進行。試驗時將按標準處理的試樣裝入高溫高壓釜進行試驗。反應溫度為60 ℃，腐蝕介質為Cl-含量60 g/L的NaCl溶液，向高溫高壓釜中通入CO2氣體，壓力2 MPa，流速1 m/s，試驗周期3 d，試驗材料為L245鋼。腐蝕溶液中復配添加緩蝕劑(20 mg/L IM+80 mg/L OP，50 mg/L IM+50 mg/L OP，80 mg/L IM+20 mg/L OP),結束后取出試樣記錄表面腐蝕狀態，再按照標準要求清洗試樣，采用失重法計算腐蝕速率，并根據腐蝕速率計算緩蝕率η3。

式中：v0與v分別為緩蝕劑添加前后的腐蝕速率，mm·a-1。

1.4 X射線光電子能譜測試

用Alka(1 486.7e V)激發PHI Quantera(ULVAC-PHI,Inc.)X射線光電子能譜儀(XPS) 定量分析加入緩蝕劑條件下高溫高壓腐蝕試樣表面元素的組成、電子態及化學態。測試后對污染C源峰(C1s=284.8 eV)進行自動校準。

1.5 分子動力學計算

模擬過程中采用周期性邊界條件，Fe(001)/緩蝕劑水溶液界面模型由金屬表面，含有緩蝕劑分子的水溶液體系構成。構建過程如下：首先，構建金屬表面，選取Fe(001)晶面的2層原子，體系大小為4.299 6 nm×4.299 6 nm×0.143 3 nm，共計450個Fe原子，模擬過程中凍結金屬表面體系中的所有原子；其次，利用Amorphous cell模塊構建溶液層，其中包含有1 500個水分子和2個緩蝕劑分子；最后，將兩個獨立的層組合成Fe(001)/緩蝕劑水溶液界面結構，并設置5 nm的真空層以避免任意邊界條件的影響。

使用COMPASS力場通過Smart minimize方法對體系進行結構優化。正則系宗(NVT)的分子動力學模擬通過Discover模塊完成，模擬溫度為298 K，采用Andersen恒溫器控制溫度，模擬步長為1 fs，時間總長為100 ps。最終獲得水環境中緩蝕劑分子在Fe(001)面上吸附能量最低的平衡結構。進一步采用DFTB+模塊對獲得的Fe(001)/緩蝕劑水溶液界面平衡結構進行幾何結構優化，獲得了界面處吸附緩蝕劑分子和水分子的分子排布、電子分布及成鍵作用。計算過程收斂條件如下：原子能量收斂精度為83.68 J/mol, 單原子最大能量為4.184×103J/(mol·nm)，原子最大位移為0.000 1 nm，自洽電荷收斂精度為10-8，K點采樣密度為1×1×1。計算過程均采用Material Studio 7.0( Accelarys Inc.)軟件完成[11]。

2 結果與討論

2.1 電化學測試結果

2.1.1 單獨添加IM

從圖1(a)和表1中可以看出：隨著IM質量濃度的增加，自腐蝕電位發生不同程度的正移；此外，IM對陽極反應過程抑制作用明顯，陽極極化曲線斜率和陰極極化曲線斜率隨IM質量濃度增加而減小，腐蝕電流密度降低，但是腐蝕電流密度的變化較小，因此改變IM質量濃度后，其緩蝕性能變化也較小。其中，IM質量濃度為20 mg/L時，緩蝕率達76.3%,而IM質量濃度為200 mg/L時，緩蝕率也僅達到88.3%。

從圖1(b)中可以看出：隨著IM質量濃度增加，阻抗弧直徑增大，測試獲得的電化學阻抗譜表現出單一容抗弧特征。采用等效電路Rs(QdlRct)對阻抗譜進行擬合。Rs，Qdl，Rct分別為測試溶液電阻、常相位角元件，電荷轉移電阻。從表2可知，隨著IM質量濃度的增加，電荷轉移電阻Rct增加而雙電層電容Cdl減小。電化學阻抗結果與動電位極化曲線結果有較好的一致性，即緩蝕劑質量濃度在20～200 mg/L變化時，緩蝕率變化較小。此外，隨著緩蝕劑質量濃度的增加，緩蝕率逐漸增加，加入200 mg/L IM時，緩蝕率達最大，為85.7%。

2.1.2 單獨添加OP

由圖2(a)和表3可知：隨著OP質量濃度的增加，自腐蝕電位不同程度正移；此外，OP對陽極反應和陰極反應的抑制作用并不明顯，但陽極極化曲線斜率和陰極極化曲線斜率隨OP質量濃度增加而減小，腐蝕電流密度降低；OP質量濃度低于100 mg/L時，緩蝕率快速增加，OP質量濃度達到100 mg/L后，緩蝕率緩慢增加，當OP質量濃度為200 mg/L時，緩蝕率最大，為59.8%。

(a) 極化曲線

(b) 電化學阻抗譜圖1 L245鋼在不同IM含量NaCl溶液中的極化曲線和電化學阻抗譜Fig. 1 Polarization curves (a) and EIS (b) of L245 steel in NaCl solution with different concentrations of IM

IM質量濃度/(mg·L-1)Jcorr/(μA·cm-2)Ecorr/mVβc/(mV·dec-1)βa/(mV·dec-1)η1/%0103.3-483125.764.3-2024.5-507143.9133.676.35020.5-490184.6100.580.210018.3-486133.3103.182.320012.1-462139.585.688.3

表2 L245鋼在不同IM含量NaCl溶液中電化學阻抗譜的擬合參數Tab. 2 Parameters from fitting EIS of L245 steel in NaCl solution with different concentrations of IM

(a) 極化曲線

(b) 電化學阻抗譜圖2 L245鋼在不同OP含量NaCl溶液中的極化曲線和電化學阻抗譜Fig. 2 Polarization curves (a) and EIS (b) of L245 steel in NaCl solution with different concentrations of OP

OP質量濃度/(mg·L-1)Jcorr/(μA·cm-2)Ecorr/mVβc/(mV·dec-1)βa/(mV·dec-1)η1/%0103.3-483125.764.3-2062.8-451149.170.239.25057.9-449145.271.343.910042.5-437129.160.958.920041.5-433132.954.159.8

由圖2(b)和表4可知，隨著OP質量濃度的增加，電荷轉移電阻Rct增加而雙電層電容Cdl減小。這是由于OP分子吸附在L245鋼表面，形成緩蝕劑膜層從而使電荷轉移電阻增加，阻礙溶液中腐蝕性粒子向金屬表面擴散遷移。同時，由于OP分子的介電常數比水分子的低，而體積較水分子的大，因此根據Helmholtz模型[12]，如式(4)所示，緩蝕劑分子吸附后會排擠并替換原有吸附在L245鋼電極表面的水分子。這會使界面處介質的介電常數降低，保護層厚度增加，從而使雙電層電容的值降低。因此，OP具有較好的緩蝕性能，這與電化學極化曲線測試結果較為一致。

表4 L245鋼在不同OP含量NaCl溶液中電化學阻抗譜的擬合參數Tab. 4 Parameters from fitting EIS of L245 steel in NaCl solution with different concentrations of OP

式中：ε為介質的介電常數；ε0為真空介電常數(8.85×10-12F·m-1)；A為電極表面積；δ為保護層的厚度。

2.1.3 復配添加IM和OP

由上述試驗結果可知，IM和OP單獨添加時，緩蝕率均小于90%，通過文獻調研[13-16]，選三種復配比(20 mg/L IM+80 mg/L OP，50 mg/L IM+50 mg/L OP，80 mg/L IM+20 mg/L OP)進行極化曲線和阻抗譜測試。

從圖3(a)和表5中可以看出，緩蝕劑復配后，陽極反應過程明顯受到抑制，電極表面腐蝕電流密度大大降低，自腐蝕電位不同程度正移。單獨添加100 mg/LIM和100 mg/L OP時，緩蝕率僅為82.3%和58.9%。將IM和OP復配后，緩蝕率有不同程度提高。其中，復配比為20 mg/L IM+80 mg/L OP時，緩蝕率為83.5%；復配比為50 mg/L IM+50 mg/L OP時，緩蝕率為86.9%;復配比為80 mg/L IM+20 mg/L OP時,緩蝕率為93.7%。以上結果說明，以80 mg/L IM+20 mg/L OP復配比添加緩蝕劑，對L245鋼起到的抑制作用最明顯，IM和OP復配具有較好的協同效應。

圖3(b)和表6可以看出，與添加單一緩蝕劑相比，添加復配緩蝕劑后，扁圓弧阻抗直徑明顯增大。單獨添加100 mg/LIM和100 mg/L OP時，緩蝕率僅為84.3%，64.7%。IM和OP復配后，緩蝕率都有不同程度的提高。復配添加20 mg/L IM+80 mg/L OP，50 mg/L IM+50 mg/L OP，80 mg/L IM + 20 mg/L OP時，緩蝕率分別達到了84.6%，88.3%，90.4%。與單一組分相比，IM和OP復配后雙電層電容減小而電荷轉移電阻增大，表明緩蝕劑復配后，其可在金屬表面更大程度地吸附并替換金屬表面的水分子，同時體系中腐蝕性粒子向金屬表面遷移的阻力增加，從而對基體起到更好的保護作用。

(a) 極化曲線

(b) 電化學阻抗譜圖3 L245鋼在不同緩蝕劑復配比的NaCl溶液中的極化曲線和電化學阻抗譜Fig. 3 Polarization curves (a) and EIS (b) of L245 steel in NaCl solution with different compound proportions of inhibitors

緩蝕劑復配比Jcorr/(μA·cm-2)Ecorr/mVβc/(mV·dec-1)βa/(mV·dec-1)η1/%0103.3-483125.764.3-100mg/LOP42.5-437129.160.958.9100mg/LIM18.3-486133.3103.182.320mg/LIM+80mg/LOP19.8-466123.388.783.550mg/LIM+50mg/LOP16.4-456147.985.986.980mg/LIM+20mg/LOP9.6-469157.884.593.7

表6 L245鋼在不同緩蝕劑復配比的NaCl溶液中電化學阻抗譜的擬合參數Tab. 6 Parameters from fitting EIS of L245 steel in NaCl solution with different compound proportions of inhibitors

2.2 高溫高壓腐蝕試驗結果

由表7可知，加入復配緩蝕劑后，腐蝕速率明顯下降，緩蝕率均在90%以上。這說明IM+OP復配體系有很好的緩蝕作用， IM作為緩蝕劑體系中的主劑，OP作為助劑，在含CO2及高Cl-腐蝕介質中能有效抑制腐蝕，且復配比為80 mg/L IM + 20 mg/L OP時，緩蝕率最高，達98.8%。

表7 高溫高壓不同緩蝕劑復配比條件下L245鋼的腐蝕速率和緩蝕率Tab. 7 Corrosion rates and inhibition efficiency of L245 steel under the conditions of high temperature and high pressure with different compound proportions of inhibitors

由圖4可知，在高溫高壓不同緩蝕劑復配比條件下腐蝕后，L245鋼的宏觀形貌發生明顯的變化。不加緩蝕劑時，L245鋼表面腐蝕嚴重，覆蓋有一層腐蝕產物；加入復配緩蝕劑后，試樣表面腐蝕產物較少，腐蝕較輕。其中，加入80 mg/L IM+20 mg/L OP緩蝕劑后，腐蝕表面最光亮，說明該復配比時IM與OP的協同緩蝕作用更好。

由圖5可知，在不加緩蝕劑條件下，L245鋼表面腐蝕產物膜較厚，加入緩蝕劑后，表面腐蝕產物膜較薄。其中，在80 mg/L IM + 20 mg/LOP條件下，試樣表面處理痕跡仍清晰可見，說明緩蝕劑對金屬基體的保護效果很好，該復配體系下的緩蝕劑協同作用最佳，緩蝕劑能在試樣的表面形成很好的保護膜，阻礙了金屬基體與腐蝕介質之間的物質交換，從而抑制了腐蝕的進行。

(a) 不加緩蝕劑 (b) 20 mg/L IM+80 mg/L OP (c) 50 mg/L IM+50 mg/L OP (d) 80 mg/L IM+20 mg/L OP圖4 高溫高壓不同緩蝕劑復配比條件下腐蝕后L245鋼的宏觀形貌Fig. 4 Macrographs of L245 steel corroded under the conditions of high temperature and high pressure with different compound proportions of inhibitors

(a) 不加緩蝕劑 (b) 20 mg/L IM+80 mg/L OP (c) 50 mg/L IM+50 mg/L OP (d) 80 mg/L IM+20 mg/L OP圖5 高溫高壓不同緩蝕劑復配比條件下腐蝕后L245鋼的微觀形貌Fig. 5 Micro morphology of L245 steel corroded under the conditions of high temperature and high pressure with different compound proportions of inhibitors

2.3 X射線光電子能譜測試結果

由圖6可見:在O1s區鍵能為530 eV和531.9 eV位置分別發現FeOOH和CO32-的峰強。這是試樣表面形成FeCO3腐蝕產物及Fe的水合物造成的。當復配添加80 mg/L IM+20 mg/L OP時，在O1s區鍵能為533.1 eV位置出現了C-O-C峰強，這是由于含有聚氧結構的OP分子在金屬表面吸附造成的。此外，在N1s區鍵能為399.8eV和400.5eV位置分別發現C-N和-N=峰強，這表明IM分子可通過咪唑啉環中N原子與金屬表面發生有效吸附[17]。

(a) 100 mg/L IM，O1s區 (b) 80 mg/L IM+20 mg/L OP，O1s區

(c) 100 mg/L IM，N1s區 (d) 80 mg/L IM+20 mg/L OP，N1s區圖6 在不同緩蝕劑復配比溶液中浸泡后L245鋼表面的XPS譜Fig. 6 XPS spectra of the surface of L245 steel in solution with different compound proportions of inhibitors

由表8可知：IM 與OP復配后，N1s區獲得N元素的總含量高于復配前的(即單獨添加100 mg/L IM)；同時，復配后測試獲得L245鋼表面CO32-含量減少。綜合分析發現，復配后IM緩蝕劑分子在金屬表面吸附量增加，同時OP分子的吸附提高了緩蝕劑分子在金屬表面的吸附覆蓋程度，形成更加致密的保護膜，阻礙溶液中腐蝕性介質向金屬表面侵蝕，有效保護基體減緩CO2腐蝕。因此，IM和OP表現出較好的協同效應[18-19]。

表8 圖6中XPS譜的分析結果Tab. 8 Results of XPS analysis in Fig. 6

2.4 分子動力學計算結果

金屬表面原子的溶解是金屬在溶液中發生腐蝕的最基本過程。界面雙電層中，溶劑水分子在金屬表面吸附的幾何結構與電子結構會影響金屬表面的電子傳輸，從而影響金屬的腐蝕過程[20]。為了研究緩蝕劑分子在鐵表面吸附后，界面水層的組成和結構變化，對Fe/水界面上水分子吸附層的電子轉移進行了分析。在水/Fe(001)界面處，IM分子通過咪唑環和苯環與金屬形成化學吸附，其烷基鏈指向溶液中；OP分子通過苯環及聚氧乙烯鏈上的氧原子等活性吸附基團吸附于金屬表面，同樣烷基鏈指向溶液中。

由圖7可見：當OP和IM分子分別在Fe(001)表面吸附時，其附近的水分子與金屬間的電子轉移量減少，表明有機分子的吸附導致其附近的水分子與金屬的結合力減弱；當OP與IM兩種有機分子的協同吸附時，其二者附近區域的水分子在金屬表面的強吸附點減少，進一步減弱了周圍水分子在金屬表面的吸附作用，增大了溶液中腐蝕粒子向金屬基體擴散遷移的阻力，從而減緩腐蝕。

吸附強度反映了緩蝕劑分子與金屬表面的電子轉移行為，從而決定了緩蝕劑分子在金屬表面的緩蝕性能，而吸附能Ead可以用來表征緩蝕劑分子在金屬表面的吸附強度，其定義式為

式中：Etotal為緩蝕劑分子在金屬表面吸附時的體系能量；EFe為清潔Fe(001)表面的能量；Einhibitor為緩蝕劑分子未吸附時具有的能量。

吸附能為負值時表示緩蝕劑分子能夠穩定吸附于金屬表面，且吸附能越負表示緩蝕劑分子在金屬表面的吸附強度越大。通過計算可知，未復配時2個IM分子在Fe(001)表面的吸附能為-135.78 eV,2個OP分子在Fe(001)表面的吸附能為-133.34 eV，可見IM分子在金屬表面的吸附強度更大；而復配后IM與OP分子在金屬表面的吸附能為-136.33 eV，表明復配后緩蝕劑分子在Fe(001)表面的吸附強度增大，這與緩蝕劑分子的緩蝕性能一致。因此，緩蝕劑分子的緩蝕性能本質上是由緩蝕劑分子與金屬表面的電子轉移行為所決定的。

(a) OP分子在Fe(001)表面吸附(b) IM分子在Fe(001)表面吸附(c) IM和OP分子在Fe(001)表面吸附圖7 Fe(001)表面水分子吸附層的電荷密度差Fig. 7 Electron density difference of water adsorption layer on Fe(001) surface:(a) OP molecule adsorption on Fe(001) surface; (b) IM molecule adsorption on Fe(001) surface; (c) OP and IM molecule adsorption on Fe(001) surface

3 結論

(1) 極化曲線測試結果表明，IM和OP單獨添加時，緩蝕率均較低，IM和OP復配后緩蝕率明顯升高，復配比為20 mg/L IM + 80 mg/L OP，50 mg/L IM+50 mg/L OP，80 mg/L IM+20 mg/L OP時，其對應的緩蝕率分別為83.5%，86.9%，93.7%。

(2) 高溫高壓CO2腐蝕后XPS分析結果表明，復配后IM緩蝕劑分子在金屬表面吸附量增加，同時OP分子的吸附提高了緩蝕劑分子在金屬表面的吸附覆蓋程度，形成更加致密的保護膜，阻礙溶液中腐蝕性介質向金屬表面侵蝕，有效保護基體減緩腐蝕。

(3) 分子動力學計算結果表明，OP與IM復配后，減弱了周圍水分子在金屬表面的吸附作用，從而增大了溶液中腐蝕性粒子向金屬基體擴散遷移的阻力，減緩金屬的腐蝕。IM與OP復配后緩蝕劑分子在Fe(001)表面的吸附強度增大，說明緩蝕劑分子的緩蝕性能本質上是由緩蝕劑分子與金屬表面的電子轉移行為所決定的。

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更正

本刊2017年第8期第655頁式(3)原為ξ=105.9ln(1/J)-2.06,現更正為lnξ=107.41(1/J)-2.09。

Compound Mechanism of Imidazoline Quaternary Ammonium Salt Inhibitor

XIAO Wenwen1, XU Xiaoxuan1, GE Pengli1, KUANG Yuan2,3, HAN Peng2, ZHU Yuanyuan1

(1. Petroleum Engineering Technology Research Institute, Northwest Oil Field Branch Company, Urumqi 830441, China;2. China University of Petroleum-Beijing, Beijing 102200, China;3. Beijing Key Laboratory of Material′s Failure, Corrosion and Protection of Oil/gas Facilities, Beijing 102200, China)

10.11973/fsyfh-201710008

TG174.42

A

1005-748X(2017)10-0777-08

2016-12-04

匡 園(1986-)，工程師，碩士，從事石油裝備材料腐蝕與防護相關研究，13811125734，ky910@163.com