含氮类有机分子镍铝青铜海水缓蚀剂的开发和机理研究

【作者】 皮晋雨； 陈梦金； 程仕健； 王琦； 付朝阳；

【机构】 华中科技大学化学与化工学院；

【摘要】 镍铝青铜(NAB)合金含铝9-12%(wt.%),金属铁和镍的添加量高达6%(wt.%),是商业青铜中最重要的一类。由于自身建造的原因和长时间在海水中的服役,会产生缺陷和裂纹。相比于其他修复和防腐蚀的方法,向腐蚀介质中加入缓蚀剂是最经济有效的办法。然而,缓蚀剂在镍铝青铜上的研究少之又少,相关的缓蚀剂还有待开发。本工作研究了巯基四氮唑(PMT)含氮类杂环分子,采用电化学测试手段对PMT在海水中对镍铝青铜的缓蚀性能进行评价,室温条件下,PMT浓度达到1.12 mM时,阻抗测试的缓蚀效率达到了99.5%,极化曲线测试的缓蚀效率达到了98.5%。PMT在青铜表面的吸附热力学参数为-36.183kJ/mol,表明PMT在NAB表面属于混合吸附。并且采用XPS测试手段证实PMT在青铜的表面能与铜和铝均形成了化学键合,PMT分子中的巯基能够有效地与金属产生化学吸附(PMT:NAB)。采用挂片失重的方法进一步探究PMT的缓蚀性能,挂片时间分别为6天,18天,30天,1.12 mM浓度下的缓蚀效率分别为91.8%,92.8%,94.4%,与电化学测试结果相吻合。AFM测试表明在加入PMT前后,NAB表面粗糙度的变化,NAB在空白组浸泡和含1.12mM PMT的海水的表面粗糙度分别为90.645nm,12.662nm。SEM观察加入PMT前后表面形貌的差异,同时采用EDS分析表面元素的含量。以上实验表明PMT能够有效地吸附在NAB的表面,并且表现出优异的缓蚀性能。更多还原