博士生苏慧玲在Petroleum Science期刊发表论文
近日,课题组在油气田极端环境缓蚀保护研究领域取得重要进展。研究成果《Molecularly engineered long-carbon-chain quaternized pyridine derivative as a high-performance corrosion inhibitor for N80 steel in aggressive acidic environments》在国际知名期刊《Petroleum Science》(中科院一区Top期刊,IF=6.1)正式发表。该论文第一作者为博士研究生苏慧玲,通讯作者为王志坤老师和胡松青老师。
针对油气工业中高温、高浓度强酸环境下钢材腐蚀防护这一严峻挑战,研究团队提出了一种“分子工程化”设计策略,研发出一种长碳链功能化的吡啶季铵盐(Q4-AP-C12)高效缓蚀剂。该缓蚀剂通过精准调控分子结构,实现了在极端腐蚀介质中的超高防护效率。
【核心突破:99.21% 高效防护】Q4-AP-C12在500 mg/L的低加药量下展现出卓越性能。在363 K(90°C)及15% HCl的极端强酸环境下,缓蚀率依然高达99.21%,为深井下酸化作业提供了坚实的材料保护基础。
【机理揭示:双位锚定与自组装成膜】研究通过XPS表征与DFT计算证实,该分子利用四级铵盐基团与吡啶环氮原子实现了“静电吸附+化学配位”的双位点协同锚定。同时,十二烷基长链驱动分子在金属表面自组装形成致密的疏水双层膜,有效阻断了腐蚀性离子的渗透。
【应用价值:全尺度关联范式】通过构建“宏观性能-微观成膜-原子作用”的全尺度关联,该研究提出了一种高性能缓蚀分子筛选与设计的新范式。相关成果为油气田开发及极端环境下的设备防腐提供了重要的理论依据与技术支撑。

图1 Q4-AP-C12 的分子结构与抗腐蚀性能之间的结构-活性关系示意图



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