海水緩蝕劑的選擇part2——銅緩蝕劑

1)三唑類
三唑（1,2,4-1H-triazole）分子中N原子上的孤對電子以配位鍵與Cu相連，相互交替形成鏈狀聚合物膜， 通過阻礙金屬表面的活性點來抑制銅表面的腐蝕。苯并三氮唑（BTA）是一種重要的銅及其合金的緩蝕劑，其使用介質的溫度和pH 值范圍較寬， 但有一定的毒性。
到目前為止，已報道的苯并三氮唑（BTA）合成路線有鄰苯二胺法、苯并咪唑酮法、鄰硝基苯肼法、鄰硝基氯苯法。
(2) 巰基苯并噻唑類
巰基苯并噻唑（MBT）結構中含有N，S雜原子， 能夠與多種金屬產生較強的配位作用，用作銅系金屬緩蝕劑性能優異。銅在溶液中首先被溶液中的氧氧化成不致密的Cu2O層；Cu2O層一旦形成便與溶液中的MBT形成配合物，并形成一層致密的Cu(I)-MBT膜，從而阻止了Cu的進一步氧化。在膜的外面還存在著一層松散的吸附層，其中包括發生氧化還原反應后MBT的還原產物。由于MBT的水溶性較差，易析出，且具有難聞的異味和毒性，抗氧化性和抗氯性較差，已經較少單獨使用。
巰基苯并噻唑類比較常用的衍生物有2-乙硫基苯并噻唑，2-正丁基硫代苯并噻唑，2-芐基硫代苯并噻唑，2-辛烷基二硫代苯并噻唑，2- 芐基二硫代苯并噻唑，2- 苯基二硫代苯并噻唑，2- 正丙烷基二硫代苯并噻唑等。
(3) 咪唑類
咪唑類衍生物具有環境親和性，近年來在有機緩蝕劑的使用中逐漸受到重視，尤其是其可在金屬表面形成有強烈作用的吸附膜，已被廣泛地應用。咪唑類分子在銅表面是物理吸附，含有苯環和不含有苯環的衍生物緩蝕機理不同。有苯環時抑制陽極電化學反應，無苯環時抑制陰極電化學反應。1-苯基-4-甲基咪唑可在銅表面形成厚的保護層。在攪拌條件下隨著浸泡時間的增加， 薄膜的保護性得到加強，保護層含有緩蝕劑和腐蝕產物，結構復雜。
(4) 噻二唑衍生物類
噻二唑衍生物在酸性及中性介質中對銅均有很好的保護作用，而且對已發生腐蝕的銅表面仍然具有一定的保護能力。通過改善噻二唑衍生物的結構，結合苯并三氮唑和噻二唑的結構優點，將二者通過硫烷基化反應連接起來，可得到含有兩個苯并三氮唑單元和一個噻二唑單元的有機分子內聚集物。在3%NaCl溶液中得到的緩蝕劑對銅電極的陰、陽極電化學過程均有明顯的抑制作用，是混合型緩蝕劑，能同時以其分子內的三唑環和噻二唑環與銅表面作用，發生多中心的吸附，從而具有較好的緩蝕效果。
(5) 其他類
嘌呤是一種混合型緩蝕劑，嘌呤分子強烈地吸附在銅表面的活性區域抑制了銅的溶解反應，并且由于化學吸附形成了一層保護膜，這種膜隨著浸泡時間的延長而增長，緩蝕率隨著嘌呤濃度的增加而增加。
脲嘧啶為陰極型緩蝕劑，緩蝕率隨著硫醇基團的取代而增加，而且芳香環的存在有利于吸附的進行。其中二硫脲嘧啶為緩蝕率較高的緩蝕劑，在1 mmol/L時可達到最大緩蝕率為 98%，這主要是由于在它的分子中存在2個S原子。
葡萄糖酸鈉是一種多羥基羧酸型緩蝕阻垢劑，在水溶液中對Cu2+具有極好的配位能力，可將其螯合于水中，并對Cu2+的鹽類具有很好的去活化作用，有利于在銅的表面生成Cu2O保護膜。因此它既能阻垢也能緩蝕，且具有很好的協同效應。

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2013年7月20日

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