由稀土离子构筑的低聚表面活性剂及其在铝合金表面的缓蚀作用

发布时间：2020-02-09 06:39

【摘要】：铝合金在NaCl介质中的腐蚀保护一直是工业应用和理论研究领域的重要课题，而其中添加缓蚀剂是铝合金在NaCl介质中免受侵蚀的有效方法之一。在铝合金缓蚀剂中，比较有效的有：有机缓蚀剂和稀土缓蚀剂，且两者均为通过在铝合金表面形成一层保护膜起到抑制其腐蚀速率的作用。本文突破性的以表面活性剂和稀土离子形成的配合物为研究对象，探究其在NaCl介质中对铝合金表面的缓蚀性能。 本论文采用测试表面张力的方法研究了C12H25N(CH2COONa)2（RNC-12）、C8H17N(CH2COONa)2（RNC-8）水溶液的性质；而后分别采用失重法、电化学阻抗图谱法、电化学极化曲线法、扫描电镜法研究了两种表面活性剂（RNC-12、RNC-8）、两稀土离子（Ce3+、La3+）以及形成的四种配合物在3.5%NaCl介质中对2024#铝合金试样表面的缓蚀性能。 在3.5%NaCl介质中，表面活性剂与稀土离子发生配位作用形成配合物，且配合物对铝合金表面的腐蚀具有很好的抑制作用，通过对比不同缓蚀剂对铝合金的缓蚀性能，得到缓蚀作用规律，为2024#铝合金缓蚀剂的选择和最佳缓蚀条件的确定提供了实验和理论基础。得出主要结论： （1）合成的RNC-12、RNC-8两种表面活性剂都具有较好的表面活性，两者的临界胶束浓度cmc值分别为1.10×10-3mol·L-1、2.40×10-3mol·L-1，均具有一定的应用价值。同时，两者均可与Ce3+、La3+发生配位作用形成配合物，且稀土离子与两者发生配位时的配位比均为2:3。 （2）Ce3+、La3+作为缓蚀剂时，通过在铝合金试样表面形成Ce(OH)3、La(OH)3的沉淀膜，起到抑制腐蚀的作用，其最佳缓蚀浓度分别为5×10-5mol·L-1、1×10-4mol·L-1，最佳缓蚀效率均超过80%。 （3）RNC-12、RNC-8作为缓蚀剂时，通过吸附作用在铝合金试样表面形成吸附膜，起到缓蚀作用，其最佳缓蚀浓度分别为1×10-4mol·L-1、5×10-5mol·L-1，最佳缓蚀效率均超过80%。 （4）RNC-12、RNC-8分别与Ce3+、La3+形成的四种配合物作为缓蚀剂时，，由于配位作用使得吸附作用和沉淀反应都有所增强，缓蚀效果明显好于单一体系。最佳缓蚀浓度均为5×10-5mol·L-1，最佳缓蚀效率均接近或超过95%。 通过本论文，肯定了由稀土离子构筑的低聚表面活性剂作为NaCl介质中铝合金缓蚀剂的可行性，其作为新型缓蚀剂，将表面活性剂与稀土离子两种理论联系起来，既保留了表面活性剂原有的特性，也展现了稀土离子的优势，具有很高的研究价值和应用前景。
【图文】：

VV V' 为缓蚀效率，%；V 为在不含缓蚀剂的腐蚀介质中的腐蚀速率含有缓蚀剂的腐蚀介质中的腐蚀速率，g/(m2·d)。学测试实验的电化学测试部分，我们采用了AUTOLAB电化学工作站，即：工作电极、参比电极和辅助电极。 工作电极是2024#铝寸为10mm*10mm*5mm，参比电极是雷磁232型饱和甘汞电极面积应比工作电极的面积稍大。在进行电化学测试之前，需要时间的浸泡，浸泡的时间由实验的需要来决定。标准三电极溶示。

达到 77.03%。4.1.4 扫描电镜与 EDS 分析图图4.4为浸泡在不加缓蚀剂和加入5×10-5mol·L-1Ce(NO)3的NaCl体系中的2024#铝合金试样的电镜扫描图。可见，不加任何缓蚀剂的 NaCl 空白试样腐蚀十分严重，金属表面凹凸不平。而加入了 Ce3+后，很明显看出铝合金表面较平整，Ce(NO)3有较好的缓蚀性能。图 4.4 空白试样和添加 Ce3+缓蚀剂时试样表面的扫描电镜图（a- 空白，b-添加 Ce3+缓蚀剂）图 4.5 为加入浓度为 5×10-5mol·L-1的 Ce(NO)3作为缓蚀剂的 NaCl 体系中 2024#铝合金试样的 EDS 分析图。由分析结果可知，加入 Ce3+后，铝合金表面成分增加了O、Ce 等元素，应该是铝合金表面产生了 Ce2O3
【学位授予单位】：内蒙古科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.42

【参考文献】

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2 谷宁,李春梅;表面活性剂对碳钢的缓蚀作用及与缓蚀剂的协同效应[J];表面技术;2003年01期

3 姜文清;郝京诚;;水相和特殊介质中有序聚集体的结构、性质和应用(Ⅰ)——表面活性剂在水相和离子液体中的有序聚集体[J];日用化学工业;2008年04期

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本文编号：2577732