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本文主要研究了新型缓蚀剂ATA(3-氨基-1,2,4-三氮唑)及其复配在铜及合金表面的缓蚀作用。通过电化学方法、光电化学方法与表面增强拉曼光谱(SERS)等技术研究了缓蚀剂ATA对铜及合金的缓蚀作用,主要工作如下:
ATA对铜的缓蚀研究:
(1)ATA对铜在3%NaCl溶液中有较好的缓蚀效果,其中,浓度以20 mg·L-1为最佳,缓蚀效率达97.65%; ATA能自发地吸附在铜表面,服从Langmuir吸附等温式,是典型的化学吸附:在3% NaCl溶液中,ATA的SERS图表明ATA分子通过很强的吸附于铜表面达到抑制其腐蚀的作用,是与Cu+形成配合物来阻止氯离子化合物( CuCl2-)的生成。
(2) ATA对铜在模拟水溶液中有较好的缓蚀效果,其中,浓度以15 mg·L-1为最佳,缓蚀效率达92.12%; ATA(15mg·L-1)对铜在不同Cl-质量浓度的模拟水中有一定的缓蚀效果,当增加Cl-的量时,ATA缓蚀效果增强,这是因为,一定量的Cl-首先在铜表面形成保护膜,缓解铜腐蚀,到达一定值(71.1 mg·L-1)后,保护膜受到破坏,缓蚀剂ATA的缓蚀作用随之降低,其中,Cl-浓度为71.1 mg·L-1时ATA缓蚀效果最佳,缓蚀效率达96.62%; ATA(15 mg·L-1)对铜在不同S2-质量浓度的模拟水中有一定的缓蚀效果,保持缓蚀剂浓度不变(ATA浓度为15 mg·L-1),添加S2-,缓蚀剂对铜的缓蚀效果随S2-添加量的增加而降低;(6) ATA(15 mg·L-1)对铜在一系列不同温度的模拟水中有一定的缓蚀效果,随着温度的增加,缓蚀剂ATA对铜的缓蚀效果降低。
(3) ATA对铜在硼砂一硼酸缓冲溶液中有较好的缓蚀效果,电位在负向扫描过程中产生的阴极光电流峰值明显增大,缓蚀剂浓度越大,光电流越大,缓蚀效果越好,其中,ATA浓度以30 mg·L-1为最佳,缓蚀效率达90.71%,ATA能自发地吸附在铜表面,服从Langmuir等温式,是典型的化学吸附;ATA对铜在2 g·L-1NaCl的硼砂-硼酸缓冲溶液中有较好的缓蚀效果,电位在负向扫描过程中产生的阴极光电流峰值明显增大,缓蚀剂浓度越大,光电流越大,缓蚀效果越好,其中,ATA浓度以20 mg·L-1为最佳。
ATA对白铜(B10和B30)的缓蚀研究:
(1) ATA对白铜B10在3% NaCl溶液中有较好的缓蚀效果,其中,浓度以15 mg·L-1为最佳,缓蚀效率达78.75%。
(2) ATA对白铜B10在模拟水溶液中有较好的缓蚀效果,其中,浓度以15mg·L-1为最佳,缓蚀效率达92.97%。
(3) ATA对白铜B30在3%NaCl溶液中有较好的缓蚀效果,其中,浓度以15 mg·L-1为最佳,缓蚀效率达96.85%。
(4) ATA对白铜B30在模拟水溶液中有较好的缓蚀效果,其中,浓度以7.5mg·L-1为最佳,缓蚀效率达95.73%;ATA(7.5 mg·L-1)对白铜B30在一系列不同Cl-质量浓度的模拟水中有一定的缓蚀效果,其中,ATA缓蚀效果随Cl-浓度的增大而降低;ATA(7.5 mg·L-1)对白铜B30在一系列不同S2-质量浓度的模拟水中有一定的缓蚀效果,保持缓蚀剂浓度不变(ATA浓度为15 mg·L-1),添加S2-,缓蚀剂对白铜B30的缓蚀效果随S2-添加量的增加而降低,当S2-浓度达到20 mg·L-1时,比空白还低,白铜B30腐蚀加剧,说明缓蚀剂ATA已失去缓蚀效果;ATA(7.5mg·L-1)对白铜B30在一系列不同质量浓度SO42-的模拟水中有一定的缓蚀效果,其中,SO42-的质量浓度为60.8 mg·L-1时,ATA的缓蚀效果最好。
ATA对黄铜的缓蚀研究:
(1) ATA对黄铜在3% NaCl溶液中有较好的缓蚀效果,其中,浓度以7.5mg·L-1为最佳,缓蚀效率达87.46%,当7.5 mg·L-1ATA与0.15 mg·L-1 Na2WO4复配时,复合缓蚀剂显示最佳的缓蚀协同效应,缓蚀效率达91.82%。
(2) ATA对黄铜在模拟水溶液中有较好的缓蚀效果,其中,浓度以5 mg·L-1为最佳,缓蚀效率达88.73%,当7.5 mg·L-1ATA与0.2 mg·L-1 Na2WO4复配时,复合缓蚀剂显示最佳的缓蚀协同效应,缓蚀效率达91.05%; ATA(7.5 mg·L-1)对黄铜在一系列不同Cr质量浓度的模拟水中有一定的缓蚀效果,其中,ATA缓蚀效果随Cl-浓度的增大而降低;ATA(7.5 mg·L-1)对黄铜在一系列不同S2-质量浓度的模拟水中有一定的缓蚀效果,保持缓蚀剂浓度不变(ATA浓度为15 mg·L-1),添加S2-,比空白还低,且随S2-浓度的增加而降低,说明添加S2-后缓蚀剂ATA已失去缓蚀效果。