硝酸介质中锌缓蚀研究

论文摘要

本文利用失重法,测定了数十种有机化合物存在条件下,0.5mol·dm-3HNO3介质中锌的腐蚀速率,筛选出硝酸介质中对锌具有一定缓蚀作用的几种化合物。选择其中的十二烷基苯磺酸钠与十二烷基磺酸钠单组分缓蚀剂作为研究对象,通过吸附理论、电化学极化曲线、电化学阻抗和量子力学理论,研究不同温度下在0.5mol·dm-3 HNO3介质中二者对锌的缓蚀作用,计算了吸附热及缓蚀剂的加入对锌在硝酸中腐蚀反应活化能的影响,进而探讨缓蚀作用的机理。同时为了提高单组分缓蚀剂的缓蚀效率,选择十二烷基磺酸钠作为主缓蚀剂,研究了其与苯并三氮唑、硫脲的缓蚀协同效应。由实验结果可见:十二烷基苯磺酸钠和十二烷基磺酸钠在锌的表面主要产生单分子层吸附,且在所研究的温度范围内基本上符合Langmuir吸附规律;二者的吸附过程均为放热反应,且随温度的升高,吸附能力下降,缓蚀率降低;这两种化合物均属于混合型缓蚀剂,它们加入后会提高锌的腐蚀反应活化能,能使腐蚀电流有不同程度的降低。十二烷基磺酸钠与苯并三氮唑、硫脲复配后增强了对锌的极化过程的抑制作用,提高了电极的膜电阻,降低了膜电容,通过量子化学方法分别分析了它们的分子结构与缓蚀协同效应的关系。由于单组分缓蚀剂在实际应用中存在局限性,因此需要研制出一种复合缓蚀剂,能够抵制工作介质中的杂质、温度等因素的影响。本文主要通过正交实验方法对多种物质进行复配,得到一种缓蚀效果良好的复合缓蚀剂。利用失重法,电化学极化曲线法,电化学阻抗法及扫描电镜对其缓蚀性能进行了评价。分别测定了复合缓蚀剂的抗温性、抗酸性、抗时间性、抗流速性,其缓蚀效果均优于单组分缓蚀剂。极化曲线法证明该复合缓蚀剂为混合极型缓蚀剂,电化学阻抗法表明电极的膜电阻和表面覆盖度显著提高,电极膜电容明显降低。扫描电镜照片显示无点蚀、晶间腐蚀等非均匀腐蚀现象。该复合缓蚀剂是硝酸介质中锌的优良缓蚀剂。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 第一章 前言
• 1.1 缓蚀剂概述
• 1.1.1 缓蚀剂定义
• 1.1.2 缓蚀剂特点及其优点
• 1.1.3 缓蚀剂发展历史
• 1.2 缓蚀剂分类及缓蚀机理
• 1.2.1 缓蚀剂的电化学机理
• 1.2.2 缓蚀剂的物理化学机理
• 1.2.3 缓蚀剂的协同作用
• 1.3 缓蚀剂的研究方法
• 1.4 未来展望
• 1.5 锌的腐蚀及缓蚀剂
• 1.5.1 锌的腐蚀
• 1.5.2 酸性介质中锌的缓蚀剂
• 1.6 本文选题意义和主要研究结果
• 1.6.1 选题意义
• 1.6.2 本文主要研究结果
• 第二章 单组分缓蚀剂筛选
• 2.1 仪器、试剂和实验方法
• 2.1.1 仪器
• 2.1.2 试剂
• 2.1.3 实验方法
• 2.1.4 实验条件
• 2.2 结果与讨论
• 2.3 结论
• 第三章 单组分缓蚀剂的缓蚀性能研究
• 3.1 仪器、试剂和实验方法
• 3.1.1 仪器
• 3.1.2 试剂
• 3.1.3 实验方法
• 3.2 十二烷基苯磺酸钠的缓蚀性能研究
• 3.2.1 实验部分
• 3.2.2 结果与讨论
• 3.3 十二烷基磺酸钠（SDS）的缓蚀性能研究
• 3.3.1 实验部分
• 3.3.2 结果与讨论
• 第四章 缓蚀剂的缓蚀协同效应
• 4.1 仪器、试剂和实验方法
• 4.1.1 仪器
• 4.1.2 试剂
• 4.1.3 实验方法
• 4.2 十二烷基磺酸钠（SDS）与苯并三氮唑（BTA）的缓蚀协同效应
• 4.2.1 实验部分
• 4.2.2 结果与讨论
• 4.3 十二烷基磺酸钠（SDS）与硫脲的缓蚀协同效应研究
• 4.3.1 实验部分
• 4.3.2 结果与讨论
• 第五章 复合缓蚀剂的研制、评价和缓蚀机理
• 5.1 仪器、试剂和实验方法
• 5.1.1 仪器
• 5.1.2 试剂
• 5.1.3 实验方法
• 5.2 复合缓蚀剂的研制
• 5.2.1 实验部分
• 5.2.2 结果与讨论
• 5.3 复合缓蚀剂的评价
• 5.3.1 实验部分
• 5.3.2 结果与讨论
• 5.3.3 复合缓蚀剂缓蚀机理分析
• 第六章 结论
• 参考文献
• 致谢
• 硕士期间论文发表情况