氢氟酸介质中铝缓蚀剂的研制及缓蚀性能研究

发布时间：2017-08-22 14:50

  本文关键词：氢氟酸介质中铝缓蚀剂的研制及缓蚀性能研究

  更多相关文章： 铝 氢氟酸 协同效应 复合缓蚀剂

【摘要】：铝及其合金是生产生活中应用最为广泛的有色金属之一,产量与用量仅次于钢铁,现已成为全球第二大金属。铝具有密度小,导电、导热性能好等特点。铝及其合金在工业上主要应用于冷凝器和加热器等换热器设备以及反应器等方面。由于铝设备在长期使用后会于表面形成一层污垢,对设备的使用产生很大影响。因此,设备在使用一段时间后需要进行清洗,除去表面污垢,以达到生产要求。由于铝的腐蚀电位低,使其容易被腐蚀,尤其在酸性介质当中。前人对铝在盐酸、硫酸、硝酸都做了大量的研究,但对于铝设备而言,大部分铝设备上产生的垢为硅酸盐垢,氢氟酸对硅酸盐垢有特殊的溶解性能。但市面氢氟酸铝存在成本过高、缓蚀效果一般等问题。因此,研制出一种抗干扰性能强、效果好、价格低廉的缓蚀剂尤为重要。本文利用失重法,在3%的氢氟酸介质中测定了几十种无机和有机的化合物对金属铝的缓蚀效果,选取出效果比较好的几种化合物,进行单组份、协同和复配等实验。本文以苯甲醛为研究对象,分析了苯甲醛在3%氢氟酸溶液中的腐蚀情况,并对其进行了电化学测试,并以吸附理论计算出一系列的热力学参数。从实验结果来看,苯甲醛在3%的氢氟酸介质中对铝片的腐蚀起到了良好的抑制作用,苯甲醛在铝片表面的吸附规律基本契合Langmuir等温式。在实验过程中,利用失重法和电化学方法对苯肉桂醛和溴化十六烷基吡啶、亚硝酸钠和糠醛、三聚磷酸钠和苯甲醛对比考察了单组份缓蚀现象与协同效应的缓蚀效果,选取最佳配比。设定不同的缓蚀剂浓度下腐蚀速率的变化,通过吸附理论和电化学极化曲线,进而探讨缓蚀作用的机理。在现如今的生产和生活中单组份和协同缓蚀剂仍然不能满足要求,因此还需要研制一种新型的复合型缓蚀剂以满足需求。本文对十几种缓蚀效果较好的化合物进行复配,优中选优,选取效果最好的一组进行正交实验,得到了一种缓蚀性能优秀的复合型缓蚀剂。利用失重法、电化学方法、直观分析法等方法对缓蚀剂的性能进行评价。测定了酸度、缓蚀剂质量分数、时间、温度等因素对缓蚀剂性能的影响。通过观察结果我们可以得出,由Tafel极化曲线图表明添加缓蚀剂和未添加缓蚀剂的相比极化曲线腐蚀电位负移,而腐蚀电流减小。阳极和阴极的Tafel斜率均有很大变化,则该缓蚀剂为混合型缓蚀剂。由直观分析法可观察出加入缓蚀剂金属表面基本无腐蚀现象。通过实验反复比对得出,该复合型缓蚀剂是一种性能优良的氢氟酸介质中铝的缓蚀剂。
【关键词】：铝 氢氟酸 协同效应 复合缓蚀剂
【学位授予单位】：辽宁师范大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2015
【分类号】：TG174.42
【目录】：

• 摘要4-5
• Abstract5-9
• 1.绪论9-23
• 1.1 腐蚀和缓蚀剂9-10
• 1.2 缓蚀剂的分类10-17
• 1.2.1 按介质分类10-14
• 1.2.2 按作用金属分类14-16
• 1.2.3 按缓蚀剂的作用机理分类16-17
• 1.3 缓蚀剂的研究方法17-19
• 1.4 协同作用19-21
• 1.4.1 无机物和无机物之间的协同作用19-20
• 1.4.2 无机物和有机物之间的协同作用20
• 1.4.3 有机物和有机物之间的协同作用20-21
• 1.5 本文的选题意义、研究内容及创新点21-23
• 1.5.1 选题意义及创新点21-22
• 1.5.2 研究内容22-23
• 2.单组份缓蚀剂的筛选23-29
• 2.1 实验仪器、试剂、实验方法23-26
• 2.1.1 仪器与试剂23-25
• 2.1.2 实验方法25-26
• 2.1.3 实验条件26
• 2.2 结果与讨论26-28
• 2.3 实验结论28-29
• 3.缓蚀剂苯甲醛的性能研究29-37
• 3.1 实验仪器、实验、实验方法29
• 3.1.1 仪器与试剂29
• 3.1.2 实验方法29
• 3.2 氢氟酸中苯甲醛对铝的缓蚀性能研究29-37
• 3.2.1 实验部分29-30
• 3.2.2 实验结果讨论30-37
• 4.协同效应37-60
• 4.1 实验仪器、试剂、实验方法37-38
• 4.1.1 仪器与试剂37
• 4.1.2 实验方法37-38
• 4.2 肉桂醛和溴化十六烷基吡啶(RX)的协同效应38-44
• 4.2.1 实验部分38-39
• 4.2.2 结果与讨论39-44
• 4.3 亚硝酸钠和糠醛（YK）的协同效应44-50
• 4.3.1 实验部分44-45
• 4.3.2 结果与讨论45-50
• 4.4 苯甲醛和三聚磷酸钠（BS）的协同效应50-60
• 4.4.1 实验部分50-51
• 4.4.2 结果与讨论51-60
• 5.复合缓蚀剂的研制60-73
• 5.1 实验仪器、试剂、实验方法60
• 5.1.1 仪器与试剂60
• 5.1.2 实验方法60
• 5.2 复合缓蚀剂的研制60-64
• 5.2.1 实验部分60-63
• 5.2.2 实验结果与分析63-64
• 5.3 复合缓蚀剂缓蚀效能的评价64-73
• 5.3.1 铝的腐蚀速率与腐蚀剂质量分数的关系64-65
• 5.3.2 铝的腐蚀速率与温度的关系65
• 5.3.3 铝的腐蚀速率与氢氟酸浓度的关系65-66
• 5.3.4 铝的腐蚀速率与时间的关系66-67
• 5.3.5 电化学研究67-71
• 5.3.6 直观分析法71-73
• 结论73-74
• 参考文献74-78
• 攻读硕士学位期间学术论文发表情况78-79
• 致谢79

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本文编号：719759