BQD与L-半胱氨酸协同抑制N80钢在HEDP酸性环境中的腐蚀机制研究

本文揭示了双体苄基喹啉季铵盐（BQD）与L-半胱氨酸（L-CYS）在15%羟基乙叉二膦酸（HEDP）体系中的协同缓蚀效应，通过失重实验（IE达99.51%）、电化学测试及表面分析技术（FESEM/AFM/XPS），结合分子动力学模拟提出创新缓蚀机制，为油气田酸化作业中多氢酸腐蚀难题提供解决方案。

　　

Highlight

BQD与L-CYS的协同缓蚀作用在15% HEDP酸性环境中表现卓越：当两者质量比为1:1时，腐蚀速率降至1.66 g·m^-2·h^-1，缓蚀效率高达99.51%。电化学测试表明该复合缓蚀剂能同步抑制阴阳极反应。

表面分析

场发射扫描电镜（FESEM）和原子力显微镜（AFM）显示：铁表面因BQD和L-CYS吸附出现N、S元素，腐蚀钢表面粗糙度从237.1 nm（空白组）降至19.79 nm（接近原始钢的15.59 nm）。XPS证实Fe-S键形成增强了吸附稳定性，接触角测量表明表面从亲水性（23°）转变为疏水性（117°），有效阻隔酸液直接接触金属。

分子机制

通过分子动力学模拟和量子化学计算，揭示了缓蚀剂吸附行为与分子间相互作用。创新性提出BQD/L-CYS在HEDP酸化体系中的"吸附-成键-疏水屏障"三重缓蚀机制，为工业酸洗和油气开采腐蚀防护提供新思路。

Conclusion

研究表明：单一BQD缓蚀效率仅12.88%，而与L-CYS复配后性能显著提升。该协同体系通过形成致密吸附层、改变表面润湿性及Fe-S化学键合，实现了多氢酸环境下金属腐蚀的高效防控。