Na2MoO4与苯并三氮唑在ClO2介质中对黄铜的协同缓蚀作用.pdf

a,MoO)1j宋并:氮唑在CIO2介质中对唢铜的协缓蚀作用
Na2MoO,与苯并三氮唑在ClO2介质中
对黄铜的协同缓蚀作用
王奎涛,鲁楠,高金龙,吴海霞,李文亚
(河北科技大学化学与制药工程学院,河北石家庄050018)
[摘要」为了寻求C02体系中高效、环保的铜缓蚀剂,采用静态失重法、动电位极化曲线和扫描电镋研究了
Na2MoO与苯并三氩唑(BTA)单独及复配使用时在Cl02介质中对黄铜的协同缓做效应。结果表明:Na2Mo02
对黄铜的缓蚀作用有限,最大缓蚀率仅为10.85%;BTA对黄铜有较好的缓蚀作用,缓蚀效率随其浓度的增加而
增大,到达一定值后缓蚀率不再随BTA浓度的増加而明显变化;Na2MoO4与BTA按质量浓度1:1复配后对黄
铜产生明显的协同缓蚀作用,最大缓蚀率可达81.01%。
关键词]协同缓蚀作用;ClO2;黄铜;Na2MoO2;苯并三唑(BTA)
[中图分类号」TG174.42[文献标识码】A[文章编号]1001-1560(2012)07-(0019-03
前
晾干并称重。将3片黄铜挂片悬挂于(20.0±0.1)
℃,含有不同浓度Na2MoO4和BTA的100mg/L的
CO2不仅能分解残留的细菌组织,也不会产生
CIO2溶液中,恒温暗置72h。取出铜片,去除表面腐
氯甲烷等致癌物质,是世界卫生组织确认的第4代
A1级安全消毒剂。但CI02溶液具有一定的氧化性
蚀产物,蒸馏水清洗,乙醇脱脂后置人烘箱于50℃烘
1h后称重。根据式(1)和式(2)分别计算腐蚀速率
及弱酸性,高浓度下会腐蚀金属器具口。因此,CLO
体系防腐蚀的研究备受关注。在酸性条件下,普通安(腐蚀)及缓蚀率m(缓蚀):
蚀剂无法抵抗CO2的强氧化性,起不到缓蚀作
以(腐)、8.76×107×(mーm-m、)
Sxt xp
用2.。目前有关酸性强氧化性介质中的缓蚀剂研究
△mo-△
不多,尤其是CIO2介质中缓蚀剂的相关报道甚少。
缓蚀)
本工作首次尝试在CIO2体系中加入铜缓蚀剂苯并三式中(腐蚀
黄铜片腐蚀速率,mm/a
书
氮唑(BTA)与环保型缓蚀剂Na2MoOA,研究了二者在
m(缓蚀)一一缓蚀率,%
CO2体系中对黄铜的缓蚀协同性能,以寻找CIO2体
△m。,△m一不含和含缓蚀剂时的失重,g
系中高效、环保的铜缓蚀剂。
试验前后黄铜片的质量,g
1试验
黄铜片去除腐蚀产物后的质
量,g
试样
黄铜片的总表面积,cm
试样为黄铜(H62),成分:60.500%~63.500%
试验时间,h
Cu,≤0.080%Pb,≤0.150%Fe,≤0.002%Bi,≤
黄铜的密度,kg/m
0.005%Sb,≤0.010%P,余量Za。
1.3极化曲线试
1.2静腐蚀失重
以环氧树脂灌封黄铜(H62)电极,预留工作面积
黄铜(H62)标准挂片大小为50mx25mx27mm2,以1200号金相砂纸打磨至光亮无痕;用无水
mm,经丙脱脂、蒸馏水冲洗、乙醇二次脱脂后室温乙醇擦拭脱脂后,浸泡于(20.0±0.1)℃、含不同缓
收稿日期]2012-02-29
蚀剂的100mg/LCIO2溶液中,极化2h使电位稳定
「通信作者]王奎海(1962-),教授,主要研充方向为二后,采用CH6606电化学工作站进行极化曲线测试
氧化氯的应用,电话:13930106065,E-mal:采用三电极体系,辅助电极为铂电极,参比电极为饱
xiaovuan41@126.com
和甘汞电极(SCE);扫描速度为0.5mW/s,扫描范围
Nu:Mo)。与并:氮唑在C:(O2介质中对黄铜的协同缓蚀作川
为腐蚀电位±300mV。根据式(3)计算缓蚀率:
的电化学过程。图2为BTA浓度与黄铜片在ClO2
J-J。
ク(缓蚀)=Jo
溶液中的腐蚀速率及缓蚀率的关系。从图2可以看
出,BTA浓度较低时,缓蚀效果不明显,BTA浓度增
式中(缓蚀)一缓蚀率,%
大,缓蚀率明显提高,500mg/L时,缓蚀率达
一空白溶液中金属的自腐蚀电流46.95%,继续增加其浓度,缓蚀率增加趋于平缓。原
密度,A/emn
因是:CIO2溶液中的微量C-会促进铜的溶解,Cu
添加缓蚀剂溶液中金属的自腐更易与BTA反应,生成不溶性聚合沉淀膜Cu(I)
蚀电流密度,Acm2
BTA,而Cu2'则以稳定的CuO形式存在,填补Cu(I)
1.4形貌分析
BTA膜的空隙°-,因此随缓蚀剂BTA浓度的增加,
将黄铜浸人含不同级蚀剂的100 &/L CIO,溶液其在金属表面形成的保护膜更加致密,缓蚀效果更
?中,常温浸泡5h,缓蚀剂总浓度为300mg/L,以
好;当BTA浓度为500mg/L时,其在黄铜表面形成
s-4800-[场发射扫描电镜(SEM)观察不同条件下黄的有效沉淀膜达到饱和,缓蚀率不再随缓蚀剂浓度的
铜片的腐蚀形貌。
增加而明显变化。
2结果j讨论
.3
0.34
1Na2MoO:的缓性能
缓蚀率
0.31)G
10.28
钼酸盐属于钝化膜型缓蚀剂,能在金属表面形成
独連华
0.26
0.2-4
一层致密牢固的钝化膜,使金属的离子化过程受阻;
10
同时钼酸盐的化学稳定性高,不易水解。图1为
010020030040)5006O)
Na2,M0O浓度与黄铜片在C!O2溶液中的腐蚀速率及
p(BA)/(mg?L)
缓
缓蚀率的关系。由图1可知,Na2Mo02对黄铜有一定
图2不同浓度WA对货铜的缓蚀性能
的缓蚀作用,且随其浓度的增加,缨蚀率不断增大,23Na3MoO.与BTA的协同缓蚀作用
300mg/L时达到最大,为10.85%,此后Na2MoO,浓
Na2MoOっ4单独使用时用量较大,且缓蚀率不高,
度继续增加,缓蚀率不再增加。其原因可能是
但其氧化能力弱,具有强氧化性缓蚀剂所不具备的优
Cl02溶液中的微量CIO2和CO3与同样具有氧化性势,可以和有机缓蚀剂复配使用。将 Na2 Moo,与BIA
2的Mo在金属表面发生竞争性吸附,并与基体金属进行复配,在100mg/LCIO2溶液中,保持绶蚀剂总量
发生反应,形成钝化膜,阻止金属离子穿过膜向溶液扩为300mgL,改变Na2MoO4与BTA的质量浓度比,黄
散以及腐蚀介质向金属表面迁移;同时,Mo元素可与铜的静态失重结果见表1。
CO2溶液中的微最CI生成不溶性氯化物,进一步沉
表1不同质量浓度配比的RTA与Na2MoO4
积于金属表面,从而有效地阻滞了I1对黄铜基体以及
对黄铜的协同缓蚀作用
钝化膜的破坏;当Na2Mo0A浓度达300mg/L后,黄铜
p(IBTA)p(Na:Ma04)r(独)/(m?1)m(缓蚀%
表面沉淀膜达到饱和,缓蚀率不再增加
).1858
53.58
0.39
0.1351
缨蚀率
0.38
).10h
74.68
0).37
腐蚀速
0.36岖
).329.4
l7.72