多潘立酮對黃銅在兩種含氯溶液中的緩蝕行為研究.pdf

1、以銅、鋅為主的合金黃銅因其優(yōu)良的力學(xué)性能和工藝性能，在現(xiàn)代工業(yè)中應(yīng)用極廣，但在含氯離子的水溶液中黃銅的腐蝕較快。因此對于在含氯溶液中性能優(yōu)良、環(huán)境友好的黃銅緩蝕劑研究倍受各國學(xué)者的關(guān)注。
　　本文通過失重法、極化曲線法、交流阻抗法和量子化學(xué)計算等方法，分別測定和評價多潘立酮在1mol/LHCl溶液和3.5％NaCl溶液中對黃銅的腐蝕抑制情況。
　　結(jié)果表明，黃銅在1mol/LHCl溶液中的腐蝕速度大于在3.5%NaCl溶液中

2、的腐蝕速度，多潘立酮對黃銅合金在1mol/LHCl溶液和3.5%NaCl溶液中的腐蝕均能起到很好抑制作用，其緩蝕效果在1mol/LHCl溶液中較在3.5%NaCl溶液中顯著。在1mol/LHCl溶液中多潘立酮對黃銅的緩蝕效率會隨著濃度的增加而增大，當(dāng)添加150mg/L多潘立酮時，緩蝕效率最高，為91.5%，繼續(xù)增大多潘立酮濃度時，緩蝕效率反而降低。在3.5%NaCl溶液中多潘立酮對黃銅的緩蝕效率也隨著濃度的增加先增大后減小，緩蝕效率最高

3、為88.5%，對應(yīng)多潘立酮添加量為150mg/L。這是由于多潘立酮分子中存在咪唑啉酮五元環(huán)和含氮六元環(huán)，可以提供孤對電子與銅原子的空軌道成鍵，與吸附在黃銅表面的氯離子、水分子形成競爭吸附，從而在黃銅表面形成一層吸附膜抑制了腐蝕進(jìn)行，隨著緩蝕劑濃度的增加，吸附膜愈來愈完整。當(dāng)緩蝕劑濃度達(dá)到150mg/L時，黃銅表面吸附的緩蝕劑分子形成的吸附膜最完整，緩蝕效率也最高。然而繼續(xù)增加緩蝕劑濃度時，溶液中過多的緩蝕劑分子可與吸附的分子間發(fā)生分子間

4、的作用力，導(dǎo)致已吸附緩蝕劑分子吸附形態(tài)變化而破壞吸附膜完整性，此外，緩蝕劑分子與溶液中Cu2+發(fā)生絡(luò)合效應(yīng)導(dǎo)致黃銅腐蝕反應(yīng)平衡移動，加劇黃銅腐蝕，降低緩蝕效率。失重法和電化學(xué)方法所得結(jié)論相一致。
　　運(yùn)用量子化學(xué)計算方法對多潘立酮分子進(jìn)行了構(gòu)型優(yōu)化，F(xiàn)ukui指數(shù)表明，多潘立酮分子中活性吸附中心為咪唑啉酮結(jié)構(gòu)和含氮六元環(huán)，咪唑啉酮結(jié)構(gòu)中氮原子，氧原子和苯環(huán)上連接的氯原子較易提供電子與黃銅表面發(fā)生相互作用，而含氮六元環(huán)較易接受來自黃

5、銅的電子。
　　將緩蝕效率IE%=θ分別代入Temkin，F(xiàn)rumkin和Langmuir吸附等溫式進(jìn)行擬合發(fā)現(xiàn)多潘立酮在黃銅表面的吸附行為符合Langmuir吸附等溫模型。熱力學(xué)計算結(jié)果顯示，在含150mg/L的多潘立酮的1mol/LHCl溶液中多潘立酮在黃銅表面的吸附能是-15.742kJ/mol，屬于物理吸附；在含150mg/L多潘立酮的3.5%NaCl溶液中的吸附能是-21.057kJ/mol，說明在3.5%NaCl中，緩