苯并三氮唑复合缓蚀剂对海水中黄铜缓蚀性能研究

论文摘要

苯并三氮唑（BTA）是一种有效和常用的铜及其合金的缓蚀剂,但具有一定毒性,水溶性差。为了减少单独使用BTA时对环境的影响,增强BTA的缓蚀效果,进行了KI与BTA对海水中黄铜的复配试验,并讨论了缓蚀协同效应及加药顺序对黄铜缓蚀性能的影响。通过失重法进行了缓蚀率测试,试验结果表明,单独使用BTA浓度达到100 mg/L时,缓蚀率为99.28%。而采用复合配配方时,当BTA浓度为2mg/L,KI的浓度为10mg/L时,缓蚀率达到了97.19%。采用顺序加药方法时,缓蚀率可提高到99.31%。复配缓蚀剂的影响因素试验表明,该缓蚀剂适用于不高于40℃的水温环境及中性、偏碱性的体系,与非氧化性杀菌剂有良好的适应性,抗氯离子侵蚀的能力强。通过极化曲线法和交流阻抗谱对BTA与KI复配缓蚀性能进行了电化学测试。试验结果表明,该二元缓蚀剂为抑制阴极反应为主的阴极型缓蚀剂。交流阻抗测试表明,该缓蚀剂通过增大金属表面的电荷转移电阻而降低电化学腐蚀速率。通过EDS和溶液分析表明:添加复配缓蚀剂后,黄铜的脱锌腐蚀得到抑制,碘元素的存在说明碘离子起到了补膜的作用。XPS能谱分析可知,添加了BTA和KI复配缓蚀剂的黄铜表面的Cu2p XPS能谱峰向高束缚能区的位置偏移,表明黄铜表面的Cu（Ⅰ）的含量增加,这是由于Cu2O、CuCl和Cu（Ⅰ）-BTA共同形成了钝化膜。扫描电子显微镜（SEM）照片显示:空白海水中的黄铜试样表面腐蚀严重;只添加了2mg/LBTA的黄铜试片表面有明显而数量众多的点蚀坑;同时加入BTA和KI的试片表面无明显腐蚀;考虑加药顺序,试样表面更为光亮,覆盖膜更为显著,更有利于黄铜的保护。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 1 文献综述
• 1.1 海水腐蚀电化学特征与铜腐蚀机理
• 1.2 海水介质中铜缓蚀剂的研究进展
• 1.2.1 铜及合金的单一有机缓蚀剂的研究进展
• 1.2.2 缓蚀剂的复配协同效应
• 1.3 总结与展望
• 2 试验部分
• 2.1 黄铜缓蚀剂失重法筛选
• 2.1.1 试验原理
• 2.1.2 试验设备仪器和材质
• 2.1.3 试验条件
• 2.1.4 试验步骤
• 2.1.5 试验结果评价
• 2.2 电化学测试
• 2.2.1 试验原理
• 2.2.2 试验设备和仪器
• 2.2.3 试验工作电极的制备
• 2.2.4 试验步骤
• 2.3 海水缓蚀剂阻垢性能测试—静态阻垢试验
• 2.3.1 试验原理
• 2.3.2 试验仪器
• 2.3.3 预备液的配制
• 2.3.4 试验步骤
• 2.3.5 试验结果与评价
• 2.4 表面分析
• 2.4.1 扫描电子显微镜（SEM）
• 2.4.2 X-射线能量色散谱分析（EDS）
• 2.4.3 X 射线光电子谱（XPS）
• 2.5 试验试剂
• 3 结果与讨论
• 3.1 单一BTA 对黄铜的缓蚀性及缓蚀机理研究
• 3.1.1 失重法
• 3.1.2 极化曲线测试结果与分析
• 3.1.3 交流阻抗测试结果与分析
• 3.2 复配缓蚀剂的失重法筛选
• 3.3 复合铜缓蚀剂的缓蚀效果的影响因素
• 3.3.1 不同介质温度对缓蚀效果的影响
• 3.3.2 不同pH 值对缓蚀效果的影响
• 3.3.3 不同氯离子浓度对缓蚀效果的影响
• 3.3.4 不同杀生剂对缓蚀剂缓蚀作用的影响
• 3.3.5 缓蚀剂对已发生腐蚀的黄铜的缓蚀作用
• 3.3.6 铜复合缓蚀剂阻垢性能测试
• 3.4 不同加药顺序对缓蚀效果的影响
• 3.5 复合铜缓蚀剂配方的经济性与环境评价
• 3.6 BTA 复合缓蚀剂的缓蚀机理研究
• 3.6.1 极化曲线测试结果与分析
• 3.6.2 交流阻抗测试结果与分析
• 3.6.3 不同加药顺序的极化曲线测试结果与分析
• 3.6.4 不同加药顺序的交流阻抗测试结果与分析
• 3.6.5 溶液分析
• 3.6.6 EDS 能谱分析
• 3.6.7 黄铜表面XPS 能谱分析
• 3.6.8 SEM 结果分析
• 结论
• 参考文献
• 致谢
• 导师简介
• 作者简介
• 学位论文数据集