正十六硫醇分子在Ag表面的自组装动力学及其保护作用

发布时间：2021-03-21 23:40

　　利用充放电电容法、接触角测量法和电化学阻抗法研究了正十六硫醇在Ag镀层表面的自组装行为。在浓度为10和100μmol·L^-1条件下,由充放电电容法得到吸附速率常数分别为（1.3±0.2）×10⁶和（2.8±0.5）×10⁴mol^-1·L·s^-1,由接触角方法得到的吸附速率常数分别为（9.3±0.7）×10⁵和（3.4±0.6）×10⁴ mol^-1·L·s^-1,两种方法得到的结果一致。同时,结果也表明低浓度的硫醇分子有更高的吸附速率常数。Tafel极化曲线表明,经5 mmol·L-1的正十六硫醇溶液浸泡15 min后,Ag镀件在阴极和阳极区域的电流密度显著降低,缓蚀率可达98.6%。80°C下烘烤12 h实验、Na₂S溶液腐蚀实验以及H₂S气体腐蚀实验的结果进一步证实上述保护工艺既符合生产操作要求,又可以获得显著的耐蚀效果。 

【文章来源】：中国腐蚀与防护学报. 2020,40(03)北大核心CSCD

【文章页数】：8 页

【部分图文】：

银镀件在100μmol·L-1的C16H33SH溶液中浸泡不同时间后在0.15 mol·L-1的KNO3溶液中的循环伏安曲线及不同浓度硫醇浸泡下覆盖度随时间的变化关系

对于1μmol·L-1的硫醇浓度，即使是十余小时的浸泡，样品表面的接触角仍约在15o，亲水性强，说明覆盖度极低，这与电容法得到的结果相一致。而1 mmol·L-1的高浓度下，即使数秒的浸泡接触角也可达90o，表现较强的疏水性质。这一数值也接近该浓度24 h组装的接触角(110o±2o)，说明覆盖较完整。而浸泡于10和100μmol·L-1的硫醇溶液，接触角表现出清晰的随时间的变化关系。在吸附过程中，亲水的裸银与疏水的硫醇共存于表面。假设两者在该混合表面中彼此互不影响，则有如下Cassie[14]关系：其中，θt为浸泡t时间的接触角；θ1为硫醇饱和吸附后的接触角，本研究以1 mmol·L-1组装24 h样品的接触角(110o±2o)替代；θ2为裸银表面接触角，因其完全亲水，故θ2=0o。则覆盖度α为：

可以看出，裸银镀件腐蚀电位较低，电流密度较大。阴极区电流增长迅速，阳极区虽然钝化明显，但有着明显的峰位，说明镀件遭受腐蚀。经过C16H33SH浸泡后，银镀件表面形成自组装膜，可以有效隔绝O2、H2O和Cl-等与Ag表面的接触，所以阴极区和阳极区的电流密度均有大幅度下降。阴极区电流增长变缓，特别是当浓度在3 mmol·L-1以上时，两侧电流在低极化区间显得更为对称。显然，低极化时阴极区域受抑制程度明显大于阳极。除腐蚀电流外，相应的腐蚀电位也随着硫醇浓度增加而显著正移。图4 银镀件在3个高浓度的C16H33SH溶液中浸泡15 min后在3.5%NaCl溶液中的Tafel极化曲线

【参考文献】：
期刊论文
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本文编号：3093700