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作为一种高效环保型消毒剂,过氧乙酸被广泛应用于公共场所消毒和日常家庭消毒,但由于它对金属材料(钢、铁、锌、铝、铜等)有强烈的腐蚀作用给社会造成巨大的经济损失。而过氧乙酸溶液中C1-的存在是不可避免的,由于C1-能造成金属的点蚀,势必会对过氧乙酸的腐蚀性带来很大的影响。然而,有关金属在含C1-的过氧乙酸溶液中的腐蚀行为及缓蚀剂的研究较为缺乏,探索该种环境中的腐蚀机理和防护措施有着重要的意义。
本文采用动电位极化曲线、循环极化曲线、Tafel极化曲线和电化学阻抗谱技术研究了在过氧乙酸介质中C1-"对冷轧钢的腐蚀行为的影响,进而研究了磷系阴离子、WO42-、MoO42-、复配的十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)与十二烷基苯磺酸钠(SDBS)、复配的MoO42-与氨基硫脲(TSC)和复配的MoO42-与苯并三氮唑(BTA)在含C1-的过氧乙酸溶液中对冷轧钢腐蚀的缓蚀作用。并结合傅立叶转换红外光谱、紫外光谱和扫描电子显微镜,研究讨论了相应的腐蚀和缓蚀机理。
研究结果表明:
(1)C1-会加速冷轧钢在过氧乙酸溶液中的溶解,不过没有诱导金属点蚀的发生。C1-加速冷轧钢在过氧乙酸溶液中的腐蚀一方面是C1-在金属表面特性吸附,降低冷轧钢表面电势,使金属更容易受腐蚀。另外C1-增加了溶液的电导率,有利于离子传递,使冷轧钢电极表面能形成固体腐蚀产物的离子浓度减小,金属表面的铁离子能快速的进入溶液中,这就促进了腐蚀反应的发生。
(2)在含C1-的过氧乙酸溶液中,磷系阴离子、WO42-和MoO42-对冷轧钢具有很好的缓蚀效果。H2PO4-能够同时抑制冷轧钢的阴极、阳极腐蚀反应,是一种混合型缓蚀剂;而PO43-、HPO42-、P2074-和MoO42-低浓度时主要抑制冷轧钢的阳极反应,在较高浓度时同时抑制冷轧钢的阴极、阳极腐蚀反应,另外WO42-是一种阳极钝化型缓蚀剂。缓蚀作用的大小顺序为:H2PO4->MoO42->HPO42->PO43->WO42->P2074-。
(3)在含C1-的过氧乙酸溶液中,单独的CTAB与SDBS没有对冷轧钢表现出明显的缓蚀效果。CTAB与SDBS以复配比为1:2加入到含C1-的过氧乙酸溶液中,对冷轧钢有很好的协同缓蚀作用,表现为混合型的缓蚀剂。
(4)单独的TSC对冷轧钢的腐蚀没有明显的影响,与MoO42-复配后有明显的协同缓蚀作用,当MoO42-的浓度为500mg/L,TSC的浓度是300mg/L时为最好的复配比,属于抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂。TSC在溶液中与H+和Fe3+结合后,主要是通过静电作用吸附在金属表面的。单独的BTA对冷轧钢的腐蚀的缓蚀作用很小,与MoO42-复配后有明显的协同缓蚀作用,MoO42-的浓度也得以降低。MoO42-与BTA的浓度(mg/L)是2:1为最好的复配比。属于抑制阳极反应为主的混合型缓蚀剂。BTA是通过静电作用和化学作用吸附在金属表面成膜。