钢铁表面自组装缓蚀膜

分子自组装技术在表面工程、纳米技术、膜技术和生命科学领域已有很广泛的应用,对未来材料发展起到很重要的作用,已成为近年来科研工作者关注的重点之一.钢铁作为广泛应用的工程材料,因其容易被腐蚀的特点,缓蚀膜的研究关系重大.钢铁表面自组装分子膜不仅具有分子取向性好、排列紧密有序、热力学稳定、用量少、成本低等优点,而且缓蚀效果十分优良.因此,钢铁表面自组装缓蚀膜技术目前引起了众多学者的关注.本文综述了钢铁表面自组装缓蚀膜的主要体系、影响因素及其表征技术三个方面的最新研究进展,并对自组装膜的发展方向进行了展望.     

430不锈钢表面GPTMS硅烷自组装膜的缓蚀性能

为了研究溶剂中水对430不锈钢表面γ-缩水甘油醚氧丙基三甲氧基硅烷(GPTMS)自组装膜缓蚀性能的影响,以无水乙醇及其与水的混合液(体积比4∶1)作溶剂,分别配制体积分数为1%的GPTMS溶液,并采用浸泡法在430不锈钢表面制备了GPTMS自组装膜。通过电化学测试,接触角测试及腐蚀形貌分析,研究了采用两种溶剂时GPTMS自组装膜对430不锈钢的缓蚀作用,探讨了两者对膜自组装行为及缓蚀性能的影响机理。结果表明:无水溶剂条件下得到的自组装膜更致密,其对430不锈钢在含氯离子溶液中的抗腐蚀性能更优异。     

3种吡啶甲酰腙席夫碱自组装分子膜对铜的缓蚀作用

用3种自制油溶性吡啶甲酰腙席夫碱在铜表面制备自组装单分子膜(SAMS),研究了该膜在3.5%NaCl中对铜的缓蚀作用。通过极化曲线法和交流阻抗法的研究,发现在3.5%NaCl溶液中,3种吡啶甲酰腙席夫碱对铜均有良好的缓蚀效果,其中L2B的缓蚀效果最好,L4B次之,后为L3B,常温下,缓蚀率分别为91.75%,90.68%和88.27%。同时缓蚀效果受温度影响不大。交流阻抗法测试结果表明,3种酰腙化合物在自组装膜和缓蚀过程中未发生分解,同时分析表明它们都是以抑制阴极为主的混合型缓蚀剂。最后通过密度泛函理论对其缓蚀机理进行了初步探讨。     

植酸自组装单分子膜对白铜B30缓蚀作用的研究

用一种环境友好型金属处理剂植酸在白铜B30表面制备了自组装单分子膜(SAMs),研究了该膜在3%NaCl中对白铜B30的缓蚀作用.通过交流阻抗法和极化曲线法的研究表明,在酸性和碱性环境中,植酸SAMs对白铜B30均有良好的缓蚀效果,其对白铜B30的缓蚀效果在酸性环境中要优于碱性环境;且组装时间6h效果最好,缓蚀率为84.87%,同时分析表明其缓蚀机理为化学吸附过程.     

L-赖氨酸自组装膜对铜的缓蚀性能研究

用电化学测量法研究不同组装时间和不同组装浓度时L-赖氨酸自组装单分子膜在0.5mol·L-1 HCl溶液中对铜的缓蚀作用,进行了吸附等温线拟合,并通过分子模拟探讨L-赖氨酸在铜表面的吸附模型。结果表明,L-赖氨酸自组装膜的最佳组装条件是在10mmol·L-1组装液中组装8h,缓蚀率达87%。等温吸附线拟合表明L-赖氨酸在Cu表面的吸附遵循Langmuir等温吸附方程。分子模拟表明,L-赖氨酸分子通过末端-NH2上的N原子与Cu原子结合,并且以近似垂直的方式吸附在Cu(111)表面。     

430不锈钢表面氟代硅烷自组装膜的缓蚀性能

为了提高430不锈钢耐氯离子腐蚀性能,以浸泡法在其表面制备了氟代硅烷自组装膜。采用动电位扫描、接触角测试、$EM研究了430不锈钢表面自组装膜固化前后的吸附行为和缓蚀作用。结果表明：吸附氟代硅烷分子后不锈钢表面由亲水性转为疏水性,自组装时间为2h的不锈钢耐蚀性能较好,固化处理能够进一步增强自组装膜的缓蚀性能。     

谷氨酸及其衍生物自组装316不锈钢的缓蚀性能

为了提高316不锈钢在酸性介质中的耐蚀性能,以浸泡法在其表面制备了谷氨酸及衍生物的自组装膜.通过电化学阻抗谱、极化曲线、量子化学和分子动力学技术,研究了L-谷氨酸、N-苄氧羰基-L-谷氨酸、蝶酰谷氨酸对316不锈钢不同自组装时间后在0.5 mol/L HCl溶液中的缓蚀性能.结果表明:3种谷氨酸及其衍生物均为阳极型缓蚀剂,对316不锈钢具有较好的缓蚀作用;随着组装时间的延长,自组装膜的缓蚀效率相应增强,其原因是谷氨酸的EHOMO越高,△E越低,自组装分子成键的能力越强,分子中的N原子、O原子与Fe原子形成化学键,发生了化学吸附;3种谷氨酸及其衍生物的缓蚀能力大小顺序为蝶酰谷氨酸＞N-苄氧羰基-L-谷氨酸＞L-谷氨酸.     

节节草提取液自组装膜在盐酸中对Q235钢的缓蚀作用

节节草提取液对碳钢在盐酸中的腐蚀具有较好的抑制作用,但研究不够深入。以节节草植物提取液(简称为ERE)为成膜材料,采用浸泡方式在Q235钢表面制备了自组装膜。利用傅里叶变换红外光谱(FTIR)、X射线光电子能谱(XPS)对膜层进行了表征,证实了ERE主要通过含氧极性基团在Q235钢表面吸附成膜。利用极化曲线和交流阻抗谱考察了ERE膜在盐酸中对Q235钢的缓蚀性能,结果表明:ERE膜是通过同时抑制Q235钢阴、阳极腐蚀反应达到缓蚀目的;同时发现ERE膜对Q235钢的保护性能主要取决于自组装的工艺条件,包括提取液浓度、浸泡时间和组装温度;在优化试验条件(ERE浓度1 000.0 mg/L,组装温度50℃,时间90 min)下获得的ERE膜对Q235钢具有较好的保护效果,此结果被扫描电镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(CLSM)分析验证。采用Langmuir、Temkin和Dhar-Flory-Huggins模型拟合提取液中的有机分子在碳钢表面的吸附行为,结果表明ERE膜中的有机分子之间存在相互作用力,且组装过程中平均每个有机分子的吸附导致3个以上水分子的脱附。     

自组装单分子膜防止银镀层变色因素的探讨

防止银镀层变色常用4种方法,但存在许多问题,自组装单分子膜防止银镀层变色效果较好.为此,用不同浓度的月桂酰肌氨酸钠溶液,在银镀层表面形成了自组装单分子保护膜.(18±1)℃下,在溶解氧饱和的3.5%NaCl溶液中,应用电化学阻抗谱评估了单分子膜防止银镀层变色的性能,阐述了单分子膜在银镀层表面的形成和防变色机理.结果表明:月桂酰肌氨酸钠浓度为0.4 g/L,浸渍时间为5.0 min时,银镀层表面能形成致密性及保护性良好的膜层.     

pH可控改性聚乙烯胺自组装膜的制备

采用水溶性N-(3-二甲氨基丙基)-N'-乙基碳二亚胺盐酸盐(EDC)和N-羟基琥珀酰亚胺(NHS)为耦合剂制备了改性聚乙烯胺PVAm-DOPA和PVAm-PBA,并通过自组装的方式在硅板表面构建成一对高分子超薄膜,实现了PVAm-PBA和PVAm-DOPA之间基于可逆硼酸酯反应的可控自组装,并通过改变反应体系的pH值...     

铜表面硅烷-稀土掺杂膜的制备及缓蚀性能

运用分子自组装技术在铜片表面组装γ-巯丙基三甲氧基硅烷(MPTS)与稀土的掺杂膜。用原子力显微镜(AFM)观察了铜表面成膜过程,用金相显微镜观察铜片在0.5mol/L盐酸溶液中腐蚀72h后的表面形貌,运用电化学测量法对其防腐蚀性能进行评价。结果表明,硅烷-稀土掺杂膜对铜的缓蚀效率较单一的硅烷膜有明显提高,稀土浓度及组装时间对掺杂膜抗腐蚀性能有一定影响。经过极化曲线和交流阻抗的测定,确定硅烷-稀土掺杂膜的最佳组装条件为:LaCl3质量浓度为10g/L,组装30min,缓蚀率达93%。     

银保护用自组装单分子膜的防腐蚀研究

用3-巯基丙基三甲氧基硅烷(3-MPS)在银电极表面制备了自组装单分子膜,研究了该组装膜在0.1mol/L NaOH中对银的防护作用.通过极化曲线、接触角及俄歇电子能谱等方法对组装膜的极化电阻、腐蚀电流及表面状况进行了研究表征,得到了最佳MPS组装液浓度为1×10-4mol/L和最佳组装时间为6 h下的腐蚀电位、腐蚀电流密度、极化电阻和缓蚀率等结果.     

紫铜表面新型无铬转化膜的耐蚀性能

目前,常规紫铜无铬转化液主要由苯骈三氮唑(BTA)、配位剂和表面活性剂组成,所得转化膜的耐蚀性较差。在常规无铬转化液中加入钼酸钠和硝酸镧,并确定了一种环保型紫铜表面无铬成膜工艺:12 g/LBTA,8 g/L Na2MoO4,4 g/L La(NO3)3.6H2O,10 g/L C6H8O7,4 g/L C7H6O6S.2H2O,温度50℃,时间5 min。通过中性盐雾试验测试了所得转化膜的耐蚀性;采用极化曲线和交流阻抗谱分析了转化膜在1 mol/L HCl中的电化学行为,同时用场发射扫描电镜(FESEM)观察了转化膜的表面形貌。结果表明:本工艺无铬、环保,可在紫铜表面形成完整、致密的转化膜,缓蚀率达98.8%,耐蚀性优于铬酸盐钝化膜和常规无铬钝化膜。     

新型吗啉类气相缓蚀剂的电化学阻抗研究

采用电化学阻抗(EIS)技术，通过双电极叠片ACM电池，考察了新型吗啉类气相缓蚀剂HJ-20—2的吸附行为和成膜方式。结果表明，经HJ-20．2气相缓蚀剂预膜的电极，电荷转移电阻为5．88kΩ/cm^2，表观双电层电容为190．1μF／cm^3。HJ-20-2气相缓蚀剂和吗啉相比，在电极表面具有较大的吸附能力和覆盖面积，从而具有较好的缓蚀能力。     

水溶性聚苯胺在5%盐酸中对碳钢缓蚀效果的研究

在实验室中合成了水溶性聚苯胶,用浸泡腐蚀失重法测试了制备的水溶性聚苯胺在5%HCl溶液中对碳钢的缓蚀效果.利用缓蚀率随水溶性聚苯胺添加量的变化确定了其最佳添加比例为0.4%,并测试了温度变化对其缓蚀率的影响.测试结果表明,水溶性聚苯胺在5%HCl中对碳钢具有较好的缓蚀效果,缓蚀率可达到95%左右,且其缓蚀效果基本不受温度变化的影响.电化学测试结果显示,该水溶性聚苯胺是阳极型缓蚀剂.     

CO_2腐蚀产物膜对金属腐蚀行为的影响的研究进展

CO2腐蚀产物膜是影响金属电化学腐蚀行为的因素之一,为了研究其电化学腐蚀机理,综述了CO2腐蚀产物膜的形成机理及结构、保护性能的材料因素和环境因素,以及膜的电化学行为特点等。并对未来CO2腐蚀产物膜的研究方向提出了展望。     

低铬钢上缓蚀剂的缓蚀行为及其与腐蚀产物膜的协同作用

缓蚀剂被广泛应用于防止油气生产工业中CO2的腐蚀。利用极化曲线和交流阻抗技术对3种缓蚀剂在低铬钢光洁表面和预腐蚀产物膜上的缓蚀行为进行了初步研究。结果表明，含S缓蚀剂在低铬钢基体表面和预腐蚀产物膜上都有较好的缓蚀性能；小分子缓蚀剂和预腐蚀产物膜之间具有较好的协同作用。     

35钢在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为

35钢在城市交通工程中应用越来越多,酸雨对其腐蚀严重,过去对其研究不多。为此,配制了模拟酸雨溶液,研究了35钢在模拟酸雨溶液中的腐蚀行为,探讨了酸雨酸度和浸泡时间对35钢腐蚀行为的影响。采用极化曲线、电化学交流阻抗(EIS)及扫描电镜(SEM)方法对35钢的腐蚀进行了测试分析。结果表明:随着模拟酸雨溶液pH值的降低,35钢的腐蚀电流逐渐增大,腐蚀速率增大,腐蚀电位负移;随着浸泡周期的延长,阻抗谱中锈层阻抗增大,腐蚀速率降低,表面生成的腐蚀锈层对基体起到一定的保护作用。SEM和EDS分析表明,35钢在低pH值的酸雨中腐蚀严重,表面蚀坑密集且深,腐蚀产物粗大疏松,致密性差,为硫酸盐,而pH值升高时腐蚀相对较轻,蚀坑较小。     

保护后的铜镀层的耐蚀性表征

为了快捷方便地表征铜镀层的保护膜的耐蚀性,采用中性盐雾试验、Tafel极化曲线和交流阻抗法表征3种典型的保护剂(BCu-10、苯并三氮唑乙醇溶液、2-巯基苯并咪唑乙醇溶液)保护后的铜镀层的耐蚀性,对3种表征结果进行比较.结果表明:3种表征结果一致,3种保护剂的保护效果从优到差依次为 BCu-10、苯并三氮唑乙醇溶液、2...