溴代十六烷基吡啶是一种常见的季铵盐阳离子表面活性剂，可以作为钢的高效缓蚀剂。了解溴代十六烷基吡啶对钢的缓蚀性能的相关研究，对于正确使用和了解其潜在风险非常重要。
背景：传统的高效缓蚀剂中，包括阴离子表面活性剂、阳离子表面活性剂、非离子表面活性剂和两性离子表面活性剂，它们在酸性溶液中对钢材具有良好的缓蚀作用。这些缓蚀剂的性能与分子的亲水基团、疏水基团结构以及在酸性介质中的吸附行为密切相关，因此构效关系及其在金属表面的吸附行为一直是基础研究中的重要科学问题。例如，季铵盐阳离子表面活性剂的亲水基团为N+，它在钢表面可以发生静电吸附和化学吸附，从而对钢材具有良好的缓蚀作用，比如十二烷基二甲基苄基氯化铵(1227)、十六烷基三甲基溴化铵和溴代十四烷基吡啶等。另外，溴代十六烷基吡啶 (HDPB)的亲水基含有吡啶杂环，对钢材在HCl、H2SO4、H3PO4、HF等酸性溶液中均具有优良的缓蚀性能。
1. 对冷轧钢在三氯乙酸中的缓蚀性能
魏高飞等人采用失重法、动电位极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)及扫描电子显微镜(SEM)研究了阳离子表面活性剂溴代十六烷基吡啶(HDPB)在0.10 mol·L-1Cl3CCOOH溶液中对冷轧钢(CRS)的缓蚀性能。结果表明：20℃时100 mg·L-1 HDPB的最大缓蚀率可达93.7%,HDPB浓度越高，缓蚀性能越强，而温度越高，缓蚀性能越弱。HDPB在CRS表面的吸附过程包含了物理吸附和化学吸附，符合Langmuir吸附等温式，且为放热吸附。冷轧钢在添加HDPB的Cl3CCOOH溶液中腐蚀速率随温度的变化规律符合Arrhenius和过渡态理论方程，添加HDPB后表观活化能、指前因子、表观活化焓、表观活化熵均增大。HDPB为混合型缓蚀剂，其电化学作用机理为“几何覆盖效应”,加入HDPB后，Nyquist图主要由高频区的容抗弧组成，且随着HDPB浓度增大，电荷转移电阻增大，SEM微观形貌进一步证实了HDPB有效减缓了CRS表面的腐蚀速度。
2. 对冷轧钢在柠檬酸中的缓蚀性能
杨惠芳等人利用失重法、电化学阻抗谱(EIS)、动电位极化曲线和扫描电子显微镜(SEM)对溴代十六烷基吡啶(HDPB)在0.10 mol/L柠檬酸(H3C6H5O7)溶液中对冷轧钢的缓蚀性能进行了研究。研究结果显示，在20℃时，30 mg/L HDPB的缓蚀率为83.3%，且缓蚀率与缓蚀剂浓度呈正相关，而与温度呈负相关。HDPB在冷轧钢表面遵循Langmuir吸附等温式，各温度的标准吸附Gibbs自由能(ΔG0)在-34～-29 kJ/mol范围，且吸附过程为标准吸附熵(ΔS0)减小的放热过程。此外，HDPB为混合抑制型缓蚀剂，阴、阳两极的腐蚀电流密度随HDPB浓度增大而不断减小。Nyquist图谱由容抗弧和感抗弧构成，添加HDPB后电荷转移电阻增大。SEM微观形貌进一步证实了HPDB有效抑制了柠檬酸对冷轧钢表面的腐蚀。
3. 对X70钢在30%乳酸溶液中的缓蚀性能
邓祖宇等人采用交流阻抗法和极化曲线法研究硫脲(TU)和溴代十六烷基吡啶(CPB)复配前后对X70钢在30%乳酸溶液中的缓蚀作用。研究发现:在30%乳酸体系中,TU和CPB对X70钢均有缓蚀作用;硫脲和溴代十六烷基吡啶复配后,缓蚀性能增强。当缓蚀剂的总浓度为20mg/L,TU和CPB质量浓度比为1∶1时缓蚀效果最佳。
参考文献：
[1]魏高飞;雷然;李向红. 溴代十六烷基吡啶对冷轧钢在三氯乙酸中的缓蚀性能 [J]. 化学研究与应用, 2022, 34 (09): 1994-2003.
[2]杨惠芳;雷然;李向红. 溴代十六烷基吡啶对冷轧钢在柠檬酸中的缓蚀性能 [J]. 应用化工, 2022, 51 (09): 2575-2581. DOI:10.16581/j.cnki.issn1671-3206.20220725.001
[3]邓祖宇;李芙蓉;王红云;任亚华;何晓英. 硫脲和溴代十六烷基吡啶对X70钢在30%乳酸溶液中的协同缓蚀 [J]. 材料保护, 2010, 43 (05): 27-29+81. DOI:10.16577/j.cnki.42-1215/tb.2010.05.017
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