盐酸介质中脂肪胺类化合物对铝材的缓蚀作用

用逐渐降低。
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（ 乌洛托品、 二乙胺、 正丁胺对工业纯 3）在 . , + %() ’ 5 67) 中， 铝腐蚀的阴极过程和阳极过程均有一定的抑制作用， 为混合型 缓蚀剂。 （ 乌洛托品、 二乙胺、 正丁胺可在工业 4）在 . , + %() ’ 5 67) 中， 纯铝表面吸附成膜， 抑制铝的腐蚀， 起到一定的缓蚀作用， 其吸附 符合兰格缪尔等温吸附方程。 ［ 参 考 文 献 ］
试验介质： 在 $ % # &’( ) * +,( 溶液中， 分别添加正丁胺、 二乙 胺、 乌洛托品， 配成浓度为 # % $ &’( ) *。试剂均为分析纯， 溶液由 二次蒸馏水配制。试样为工业纯铝（ 含 # % #$5! ,7， # % 11! 89， ， 用石蜡封涂非工作面。试样经水磨砂纸逐级 # % $0! :;， 2( 余量） 打磨， 用丙酮脱脂并冲洗干燥后， 置于干燥器中 1! < 后备用。实 验温度为室温（ ， 溶液未除氧。采用失重法和电化学方法 $# = ） 测试缓蚀剂的缓蚀效率， 并对这两种方法进行对比。用动电位扫 描稳态阳极曲线进行缓蚀机理的探讨， 条件为： # % 4 &> ) ? 或 # % 1 。测试系统： 美国 C2D,E""1E$ 腐 &> ) ?， 3 14# 6 14# &> （ @? ! A’BB ） 蚀测试系统。采用三电极体系， 研究电极为铝片， 辅助电极为石 墨棒， 参比电极为饱和甘汞电极。
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从表 ! 可见， 刚开始浸泡时， 7 种胺类化合物均使工业纯铝 的自腐蚀电位负移， 随着浸泡时间的延长， 工业纯铝在空白 6 2 & 而在加有缓蚀剂的溶 "*8 - 9 :;8 中的自腐蚀电位几乎没有漂移， 液中的自腐蚀电位逐渐正移， 接近空白 6 2 & "*8 - 9 :;8 中的自腐 蚀电位。 "2" 腐蚀机理 铝在不同介质中的稳态阳极极化曲线见图 !。图中曲线表 但加入胺类缓 明： 工业纯铝在 6 2 & "*8 - 9 :;8 中几乎无钝化现象， 蚀剂后有明显的钝化过程。出现这种现象的原因可能是： 在 :;8 介质中， 缓蚀剂以［ 的 <6 <! = > :! ］ ;8 / （ <6 、 <! 为 ;:7 （ ;:! ） $ 或 :） 形式存在， 阳极极化时， 使得缓蚀剂吸附到 ,8 ;8 / 作为桥梁作用， 的表面， 形成一层分子膜， 其吸附示意见图 7。由于膜的形成， 降 低了铝的腐蚀电流， 使阳极极化曲线中出现了一种类钝化现象， 随着电位的增加， 吸附的分子膜逐渐脱附， 铝的腐蚀电流又逐渐 增加。
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因为缓蚀剂的缓蚀作用主要是由缓蚀剂的吸附引起的， 而 缓蚀剂的吸附又导致金属自腐蚀电位的改变， 故假设：
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（ 4）
! 为给定温度下的盐酸溶液中无缓蚀剂时铝的自腐蚀 式中， "+ ! 电位 ! * 与加有缓蚀剂时铝的自腐蚀电位（ 之差。取 $ % 6， 则 ! E）
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盐酸介质中脂肪胺类化合物对铝材的缓蚀作用
海军工程大学化学教研室 （ 武汉 !"##""） 帅长庚
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! & & 6年5月 第 75 卷第 5 期
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白溶液中的大， 从而其加速铝的腐蚀。 工业纯铝在不同介质中不同浸泡时间内的电化学腐蚀测试 结果见表 !。 表!
浸泡时间 （ "#$）
!］ 。假设在腐蚀介质中， 胺类缓蚀剂在铝表面 性吸附过程实现的［
的吸附为单分子层吸附， 其平衡过程可用下式表示： $:! ?)@A > *+BA*8 % *+B)@A > $:! ?A*8 （ 6） 式中 剂分子 （ 6）式平衡时应满足如下方程：
.
$ （ （ ( *+B， ( : ?， A*8） )@A）
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（ !）
! — 式中 " —吸附平衡时的吉布斯自由能， — —摩尔分数， C— " — #& )， — —温度， — —气体常数。如果给定缓蚀剂的浓度， 则在稀溶 ’— <—
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液的液相中， 水和缓蚀剂摩尔分数分别为 6 和 ) *+B - .. 2 .。因此， （ 式可化为： !） （ " ( *+B， ) *+B "*& )， )@A） <’ $ % .. 2 . D （ ( : ?， )@A）
（ 7）
!］ 定义表面覆盖度!［ ：
（ 5） ! % 6 / + , +& 式中 + 和 +& — — —有和无缓蚀剂时盐酸介质中铝的腐蚀速率 — —铝表面上缓蚀剂分子的覆盖率 !— （ — — —铝表面上水分子的覆盖率 6 /!） 式和（ 式可得： 由图（ 7） 5） ］ 6 /!） ! ［ ! > $（ （ 6 /!） $$
! % < ’ 8$ " " #& )，
$ （ （ ( *+B， ( : ?， )@A） A*8）
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铝在不同缓蚀剂盐酸溶液 中的电化学测试结果
— —被吸附的缓蚀剂取代的水分子数 %— — —分别表示吸附状和溶液液相， )@A 和 A*8— *+B 表示缓蚀
溶液 空白 正丁胺 二乙胺 乌洛托品 空白 正丁胺 二乙胺 乌洛托品
" (*++ #) $( （ "’） （ "" - )） ,- ("!）（ ! 47 2 30 44 2 .0 17 2 0& 47 2 16 16 2 74 03 2 0& 00 2 6. 37 2 1! 6!& 2 7. 11 2 5& 01 2 3. 50 2 0! 7.6 2 0& 546 2 71 746 2 6& 0.1 2 3! 6 2 7!. & 2 307 & 2 143 & 2 .!. 7 2 106 . 2 &00 7 2 30. 1 2 7.5
#%"
时间的影响 其 在不同溶液中， 浸泡时间对工业纯铝腐蚀的影响见图 $，
"
实
验
中曲线 $ 6 ! 为浸泡 4 &;I， 扫描速率为 # % 1 &> ) ?， 曲线 4 6 G 为浸 泡 5# &;I， 扫描速率为 # % 4 &> ) ?， 从图中可以看出， 在刚开始浸泡 时， 其缓蚀效果依次为： " 种化合物对工业纯铝均具有缓蚀作用， 乌洛托品 - 二乙胺 - 正丁胺。浸泡 $ < 后， " 种化合物都使工业 纯铝的腐蚀加剧。产生的原因可能是： 刚开始浸泡时， 由于缓蚀 剂在铝表面吸附成膜， 从而对铝具有一定的缓蚀作用。随着时间 的延长， 溶液中有大量氯离子的存在， 在铝的表面逐渐产生点蚀， 在蚀孔区内由于金属离子的水解出现自催化的酸化过程， 使该 区域的溶液酸化， 加速了铝的腐蚀。在有缓蚀剂的溶液中， 由于 在铝的表面有一层吸附膜， 使得蚀孔区内自催化酸化过程产生 的氢离子扩散至溶液中的速率有所的降低， 其酸化的程度较空
介质
!
前
言
铝在不同介质中的失重法和电化学测试结果
方法 失重法 电化学 失重法 电化学 失重法 电化学 失重法 电化学 腐蚀速率 # % 5" &F ) A& ・ < 2 ) A&1 $1# % "4 !
1
缓蚀效率（ !） — — !# % 4 15 % 4 !1 % G "! % ! 4! % G !" % 1
1 6 !］ 腐蚀［ 。
・ # % "04 &F ) A&1 < GG % ! ! 2 ) A&1 ・ # % "5 &F ) A&1 < 2 ) A&1 0G % H4 ! ・ # % 1G4 &F ) A&1 < 2 ) A&1 5G % ! !
本文选用伯胺、 仲胺、 乌洛托品（ 六次甲基四胺） ， 通过失重法 和电化学方法， 研究了在 $ % # &’( ) * +,( 中对工业纯铝的缓蚀作 用， 并对其缓蚀机理进行了探讨。
相互作用不如正丁胺和二乙胺， 刚开始浸泡时， 由于乌洛托品特 殊的分子结构， 使得其表现较好的缓蚀性， 但是随着时间的延长， 它的缓蚀作用也就。
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