3%NaCl介质中碳钢的缓蚀剂研究

论文摘要

碳钢是目前应用最广泛的金属材料,工业设备大都由铁碳合金制成。目前常用到海水作为工业循环水,但海水具有强烈的腐蚀性,因腐蚀给人类带来巨大的经济损失。因此研究氯离子介质缓蚀剂具有重要的实用意义。本文通过极化曲线法、交流阻抗法对3%NaCl中性介质中20#碳钢的腐蚀行为和不同种类缓蚀剂研究。30℃时,考察了钼酸钠、葡萄糖酸钠、苯甲酸钠、硫酸锌、十二烷基苯磺酸钠等缓蚀剂对碳钢的单一缓蚀效果;筛选出钼酸钠、十二烷基苯磺酸钠进行复配实验;在复配体系中投加不同浓度硫酸锌,考察这三种成分作为复合配方的缓蚀效果。结果表明:在3%的NaCl中,碳钢发生点蚀,主要是由C1-造成的。随着C1-浓度增大,碳钢的腐蚀越严重。单独使用时钼酸钠对碳钢的腐蚀有一定的抑制作用,是一种阳极抑制型缓蚀剂,钼酸钠在碳钢表面的吸附规律服从Langmuir吸附等温式,吸附过程是一个自发的、吸热、熵增过程。十二烷基苯磺酸钠,是一种阳极抑制型缓蚀剂。十二烷基苯磺酸钠在碳钢表面的吸附模型服从Langmuir吸附等温式。其吸附过程是一个自发的、放热、熵增过程。钼酸钠与十二烷基苯磺酸钠具有良好的协同效应,两者的配比为0.1:0.8时缓蚀效果最好,缓蚀效率可达到80%左右。钼酸钠、十二烷基苯磺酸钠与硫酸锌三者之间具有缓蚀协同效应,钼酸钠50mg/L、十二烷基苯磺酸钠80mg/L与硫酸锌20mg/L复配对碳钢的缓蚀效率可达到85%。本文对该复合配方的缓蚀机理进行了探讨。认为该复配缓蚀剂是一种混合型缓蚀剂,它能在碳钢表面形成的保护膜,从而抑制碳钢的腐蚀。保护膜由沉淀膜与吸附膜共同组成。

论文目录

• 摘要
• ABSTRACT
• 1 引言
• 1.1 碳钢的腐蚀特点
• 1.1.1 碳钢的腐蚀机理
• 1.1.2 氯离子对碳钢腐蚀的影响
• 1.1.3 腐蚀控制方法
• 1.2 缓蚀剂研究现状
• 1.2.1 缓蚀剂的概述
• 1.2.2 缓蚀剂的缓蚀机理
• 1.2.3 缓蚀剂吸附行为研究进展
• 1.2.4 缓蚀剂研究方法
• 1.2.5 碳钢缓蚀剂的研究现状
• 1.3 论文研究的内容和意义
• 1.3.1 论文研究的意义
• 1.3.2 论文研究内容和方法
• 2 实验部分
• 2.1 概述
• 2.1.1 缓蚀效率的表示
• 2.1.2 覆盖度θ与缓蚀效率η的关系
• 2.2 实验器材
• 2.2.1 主要化学试剂及材料
• 2.2.2 主要实验仪器
• 2.2.3 电极的制作与简介
• 2.3 电化学测试方法
• 2.3.1 Tafel 极化曲线测试（Tafel plot）
• 2.3.2 交流阻抗谱（A.C. Impedance）
• 2.4 主要实验步骤
• 3 结果与讨论
• 3.1 氯化钠体系中碳钢的腐蚀测试
• 3.1.1 Tafel 极化曲线
• 3.1.2 电化学阻抗谱
• 3.1.3 腐蚀机理讨论
• 3.2 缓蚀剂的筛选与缓蚀性能的评定
• 3.2.1 缓蚀剂评定方法的选择
• 3.2.2 单一缓蚀剂的极化曲线法研究
• 3.2.3 单一缓蚀剂的交流阻抗法研究
• 3.3 钼酸钠缓蚀性能研究
• 3.3.1 极化曲线法对钼酸钠缓蚀性能的研究
• 3.3.2 阻抗法对钼酸钠缓蚀性能研究
• 3.3.3 温度对缓蚀性能的影响
• 3.3.4 钼酸钠在碳钢表面的热力学讨论
• 3.4 十二烷基苯磺酸钠缓蚀行为研究
• 3.4.1 十二烷基苯磺酸钠（SDBS）浓度对极化曲线的影响
• 3.4.2 十二烷基苯磺酸钠浓度对交流阻抗谱（bode 图）的影响
• 3.4.3 温度对缓蚀性能的影响
• 3.4.4 SDBS 在碳钢表面上的吸附热力学研究
• 3.4.5 SDBS 对碳钢的腐蚀反应活化能的影响
• 3.4.6 十二烷基苯磺酸钠的缓蚀机理分析
• 3.5 复配缓蚀剂和缓蚀剂协同效应研究
• 3.5.1 极化曲线法对复合缓蚀剂性能的研究
• 3.5.2 交流阻抗法对复合缓蚀剂性能的研究
• 3.6 三元复合缓蚀剂缓蚀作用研究
• 3.6.1 极化曲线法对三元复合缓蚀剂性能的研究
• 3.6.2 交流阻抗法对三元复合缓蚀剂性能的研究
• 4 结论与展望
• 4.1 结论
• 4.2 展望
• 致谢
• 参考文献
• 附录