电化学噪声技术原位监检测缓蚀剂对金属材料的保护性能研究

发布时间：2020-01-31 06:45

【摘要】：铜和Q235钢是比较常用的工业材料,由于其应用需要常暴露于腐蚀性液体或酸性液体中,造成这些金属材料的使用寿命大大缩减,造成经济损失的同时也极有可能危及人员伤亡。在众多金属防腐手段中,在腐蚀介质中加入少量缓蚀剂对金属材料的保护性能大大提升,具有经济环保等众多优点。因此研究不同种缓蚀剂对这两种金属材料的缓蚀性能及作用机理具有重大意义。目前,研究缓蚀剂的保护效果及其作用机制的主要电化学方法为电化学阻抗(EIS)和极化曲线等,其缺陷是都对被测体系施加了或大或小的外界扰动、都不能对缓蚀剂的保护效果实施原位无损地检测,且有时在采用同样的技术研究同样体系中同种缓蚀剂的作用机制时,得到了相互矛盾的结论。另一方面,虽然电化学噪声(EN)技术已经被广泛用于腐蚀研究领域,但其用于缓蚀剂的保护效果及其作用机制的研究尚少见文献报道;特别是尚未见从EN能量的角度来研究缓蚀剂的保护效果及其作用机制的研究报道。本论文采用EN和EIS技术等,系统研究了缓蚀剂种类、用量及体系温度对缓蚀剂保护效果及其作用机制的影响规律,探讨了腐蚀EN能量演化特征与缓蚀剂保护效果及其作用机制之间的关系。论文分为三个部分,主要研究内容如下:(1)苯骈三氮唑对0.1 mol/LNaCl溶液中铜的保护行为研究:当缓蚀剂浓度较低时,最初成膜产生的电化学噪声具有较大的噪声幅度,Cu电极电势的正向飘移源于腐蚀产物膜的形成;当缓蚀剂浓度增加,电势噪声有较小的噪声幅度,电极电势的正向飘移源于BTAH分子在Cu表面的成膜反应。提出并验证了可以正确表征金属腐蚀程度的新型电化学反应活性能量Ea,可以采用EN技术对缓蚀剂的保护效果及金属的腐蚀程度进行有效的原位无损地在线监检测。随着BTAH浓度的增加,由EN的FWT分析得到的Ea值减小、腐蚀产物和蚀点面积及蚀孔深度减小、腐蚀失重降低、BTAH对Cu的缓释效率增加,带有孤对电子的BTAH缓蚀剂分子的吸附成膜导致能隙Eg值增加(EHOMO和ELUMO之差)。(2)酮康唑对1 mol/L盐酸溶液中Q235碳钢的保护行为研究:缓蚀剂酮康唑在Q235表面主要以化学键合的方式吸附成膜,该过程遵循Langmuir吸附等温式。随着腐蚀溶液中缓蚀剂酮康唑浓度的增加,其对Q235钢的缓释保护效率η提高、且η与Q235的电化学反应活性能量Eα具有相反的变化方向,再次验证可以采用EN技术实现对缓蚀剂保护效果的原位无损监测。(3)亚甲基蓝对1mol/L盐酸溶液中Q235碳钢的保护行为研究:当缓蚀剂亚甲基蓝MB的浓度≤0.01mM/L时,其以物理吸附方式作用于Q235的表面;其对1 mol/LHCl溶液中的Q235的缓蚀剂效率随着温度升高而下降,其在Q235表面吸附过程的吸附热Qads为负值、覆盖度θ随着温度的升高而减小、Q235的腐蚀反应活化能低于未加MB时的活化能。当缓蚀剂亚甲基蓝MB的浓度0.01 mM/L时,其以化学键合方式吸附于Q235的表面;其对1 mol/LHCl溶液中的Q235的缓蚀剂效率随着温度升高而增加,其在Q235表面吸附过程的吸附热Qads为正值、覆盖度θ随着温度的升高而增大、Q235的腐蚀反应活化能高于未加MB时的活化能。
【学位授予单位】：浙江大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2017
【分类号】：TG174.42

【参考文献】

相关期刊论文 前10条

1 徐亮;李琴;;硅酸钠对铝在氢氧化钠中缓蚀性能研究[J];江西化工;2016年05期

2 王永垒;李海云;方红霞;陆露露;彭志翔;;硬脂酸咪唑啉缓蚀剂对常见金属在10%盐酸中的缓蚀性能[J];应用化工;2015年04期

3 荣明;任呈强;李刚;祝明;;流速对管线中缓蚀剂作用效果的影响[J];天然气与石油;2015年01期

4 张鹏;李青;陈福南;;环境友好型缓蚀剂对镁合金缓蚀作用的研究[J];功能材料;2013年16期

5 张超;董永平;俞飞;方林;张千峰;;对苯二酚在金、银纳米粒子修饰的玻碳电极上电化学响应的比较[J];安徽工业大学学报(自然科学版);2010年01期

6 艾俊哲;梅平;郭兴蓬;;用失重法研究二氧化碳环境中的电偶腐蚀[J];材料保护;2008年02期

7 曾宪光;龚敏;罗宏;;环境友好缓蚀剂的研究现状和展望[J];腐蚀与防护;2007年03期

8 芮玉兰;路迈西;梁英华;魏应利;;钼酸盐复合缓蚀剂对海水中碳钢的缓蚀作用[J];腐蚀与防护;2007年02期

9 李宇春,龚洵洁,彭珂如;钼酸盐缓蚀剂在工业冷却水中的试验研究[J];华北电力技术;2001年03期

10 熊蓉春,董雪玲,魏刚;绿色生物高分子聚天冬氨酸的合成及其阻垢性能研究[J];工业水处理;2001年01期

，

本文编号：2574951