含咪唑雜環(huán)的長鏈烷基雙季銨鹽的合成及其特性研究.pdf

1、本文分別以2，2－二氯二乙醚和環(huán)氧氯丙烷為連接劑，通過對1-羥乙基-2-甲基-5-硝基咪唑的季銨化，首次合成了兩種含咪唑雜環(huán)的長鏈烷基雙季銨鹽化合物：二氯化N-(1-羥乙基-2-甲基-5-硝基咪唑基)-N-(十二烷基二甲基) -3-氧雜-1,5-戊二銨（簡稱MDOPD）和二氯化N-(1-羥乙基-2-甲基-5-硝基咪唑基)-N-(十二烷基二甲基)-2-羥基-1,3-丙二銨（簡稱MDHTD），進行了分子結(jié)構(gòu)的紅外光譜表征和合成條件的優(yōu)化；重

2、點對其緩蝕和抑菌特性進行了深入系統(tǒng)的研究，為油田微生物腐蝕的防治提供理論依據(jù)和技術支持。 利用靜態(tài)失重、動電位掃描極化曲線、交流阻抗（EIS）、X－射線衍射（XRD）和掃描電子顯微鏡（SEM）等多種分析測試方法，研究了含咪唑雜環(huán)的雙季銨鹽化合物的緩蝕吸附規(guī)律，探討了其緩蝕作用機制。 在模擬油田水介質(zhì)中：含咪唑雜環(huán)雙季銨鹽化合物的較強緩蝕吸附性能與其分子中含有二氮五元雜環(huán)、雜環(huán)上的季氮原子、長鏈烷基季氮原子、醚氧基或羥基等

3、多個活性吸附中心有關。熱力學和動力學模型的擬合結(jié)果顯示，含羥基的MDHTD較含醚氧基的MDOPD具有更強的吸附緩蝕性能。 在含硫酸鹽還原菌（SRB）的培養(yǎng)基介質(zhì)中：含咪唑雜環(huán)的雙季銨鹽化合物MDHTD對碳鋼腐蝕過程的陽極反應有顯著的抑制作用，且存在濃度極值現(xiàn)象，這與MDHTD的分子結(jié)構(gòu)和吸附特性有關；MDHTD的吸附和緩蝕作用不受SRB生長特性的影響，在普通SRB菌和和活性更強的堿性變異菌介質(zhì)中，對碳鋼都有顯著的保護作用，且優(yōu)于

4、傳統(tǒng)的緩蝕殺菌劑十二烷基二甲基芐基氯化銨（簡稱“1227”）；對J55和N80鋼的腐蝕都有明顯的抑制效果。 殺菌性能評價實驗結(jié)果表明：MDHTD對普通SRB菌、堿性變異SRB菌、生物膜中SRB菌和腐生菌（TGB）的滅菌活性都高于傳統(tǒng)殺菌劑1227，能夠在較低濃度下殺滅鐵細菌（IB）。 采用原子力顯微鏡（AFM）、電子探針（EPMA）、X－射線光電子能譜（XPS）和交流阻抗（EIS）等方法系統(tǒng)地研究了MDHTD對生物膜腐蝕

5、的抑制機理及模型。 在含SRB菌介質(zhì)中，MDHTD通過在碳鋼表面吸附并形成有機保護膜，對不同生長周期SRB生物膜下碳鋼的腐蝕都具有良好的保護效果；對SRB代謝過程的抑制使SO42-離子中的六價硫被還原并與Fe2+生成多種過渡價態(tài)鐵硫化合物在碳鋼表面沉積的機會極大地降低；能夠使SRB生物膜與碳鋼金屬表面的結(jié)合力下降，并通過對生物膜的剝離作用和在金屬表面活性點的吸附使腐蝕反應的電荷轉(zhuǎn)移電阻升高，能夠抑制侵蝕性的Cl-離子等通過多孔生

6、物膜表面滲透而造成的侵蝕。 首次利用電子探針（EPMA）結(jié)合透射電鏡（TEM）和原子力顯微鏡（AFM）等分析方法研究了MDHTD對腐生菌的抑制機理：在TGB菌介質(zhì)中，因MDHTD在生物膜表面的吸附滲透以及對TGB菌代謝活動的抑制造成含P化合物的富集；且能夠通過滲透、剝離和吸附作用有效地抑制了由于TGB生物膜沉積而引起的氧濃差腐蝕和Cl-離子侵蝕。 對微生物聯(lián)合腐蝕的抑制機理分析討論表明：含咪唑雜環(huán)的雙季銨鹽化合物MDHT