Синергетическое действие 2-меркаптоэтанола и 2-метил-имидазолина в качестве ингибиторов коррозии в CO2-насыщенном растворе NaCl: DFT и эксперименты

Коррозия углеродистой стали, индуцированная CO2, в рассолах представляет собой повсеместную и дорогостоящую проблему в нефтегазовых трубопроводах. Хотя производные имидазолина традиционно используются как ингибиторы, образование защитной пленки может нарушаться при условиях CO2-коррозии, требуя высоких доз и обеспечивая ограниченное покрытие. Настоящее исследование мотивировано необходимостью разработки низкодозовых высокоэффективных ингибиторов путем интеграции небольших содержащих серу молекул в синергии с имидазолинами. Мы оценивали индивидуальную и совместную эффективность 2-меркаптоэтанола (ME) и 2-метил-имидазолина (MI) с помощью теории функционала плотности (DFT) и экспериментов. Смесь ME–MI (1:1) демонстрирует меньшую разницу между HOMO и LUMO (Egap) и большую по модулю энергию адсорбции по сравнению с отдельными молекулами, что указывает на синергетический эффект между ними. Для отдельных молекул покрытие поверхности ME показывает большую энергию адсорбции и лучшее покрытие по сравнению с MI, что предполагает более высокую ингибирующую активность ME по сравнению с MI, даже несмотря на то, что значения Egap и энергии адсорбции для отдельных молекул указывают иначе. Карты разницы электронной плотности (EDD) дополнительно указывают на сильную адсорбцию как ME, так и MI на поверхности Fe3C. Экспериментальные результаты в CO2-насыщенном 3% растворе NaCl подтверждают, что хотя ME превосходит MI по индивидуальной эффективности, смесь ME–MI в соотношении 1:1 обеспечивает более высокую эффективность, что свидетельствует о синергетическом эффекте, подтверждаемом расчетами DFT.