無(wú)機(jī)緩蝕劑的作用機(jī)理
在電解質(zhì)溶液中，金屬的腐蝕過(guò)程服從電化學(xué)過(guò)程，因此腐蝕的發(fā)生存在著陰極反應(yīng)與陽(yáng)極反應(yīng)。陰極反應(yīng)對(duì)應(yīng)的是去極化劑接受電子的過(guò)程，最常見(jiàn)的兩種去極化劑為氫質(zhì)子與氧氣，而陽(yáng)極反應(yīng)對(duì)應(yīng)的是金屬的溶解過(guò)程。從腐蝕電化學(xué)原理分析，緩蝕劑加入后使得腐蝕反應(yīng)的陽(yáng)極過(guò)程或者陰極過(guò)程受到抑制，有些緩蝕劑可以同時(shí)抑制腐蝕反應(yīng)的陰極與陽(yáng)極過(guò)程。
大多數(shù)無(wú)機(jī)型緩蝕劑主要使用在中性或偏堿性的介質(zhì)環(huán)境中，它們通常對(duì)電極的陽(yáng)極過(guò)程有顯著的抑制作用，通過(guò)使金屬表面鈍化或者在金屬表面形成沉積膜進(jìn)而起到緩蝕作用。隨著緩蝕劑應(yīng)用的發(fā)展，無(wú)機(jī)緩蝕劑的使用并未局限在中性或堿性介質(zhì)中，如在酸性介質(zhì)中添加碘化物、亞銅、亞銻鹽后，能顯著增強(qiáng)有機(jī)緩蝕劑的作用效果。有機(jī)緩蝕劑在酸性介質(zhì)中的使用非常廣泛，它們通過(guò)物理或化學(xué)作用力吸附在金屬表面，通過(guò)改變雙電層結(jié)構(gòu)，提高腐蝕反應(yīng)活化能以及將腐蝕介質(zhì)與金屬基體隔離，進(jìn)而抑制腐蝕速率，有機(jī)緩蝕劑在中性介質(zhì)中也取得了成功的應(yīng)用，如有機(jī)磷酸鹽、苯鉀酸鹽、咪唑啉在工業(yè)水和油田污水處理的應(yīng)用。
上圖為陽(yáng)極抑制型鈍化劑作用原理圖，當(dāng)介質(zhì)中存在陽(yáng)極抑制型緩蝕劑時(shí)，極化曲線陽(yáng)極部分從活化區(qū)轉(zhuǎn)為鈍化區(qū)，使得腐蝕電流密度顯著降低，而極化曲線的陰極部分并沒(méi)有顯著的改變。
(2)陰極型緩蝕劑
介質(zhì)中有陰極型緩蝕劑存在時(shí)，極化曲線的陰極部分塔菲爾斜率明顯增加，而陽(yáng)極部分塔菲爾斜率卻沒(méi)有改變，這說(shuō)明陰極型緩蝕劑主要增加了電極的陰極極化過(guò)程，這使得金屬的開(kāi)路電位以及腐蝕電流密度均下降。陰極型緩蝕劑可以通過(guò)在金屬表面的陰極區(qū)成膜來(lái)增加陰極極化過(guò)程，也可以通過(guò)提高陰極反應(yīng)的過(guò)電位從而抑制陰極反應(yīng)，而在中性介質(zhì)中，陰極過(guò)程主要為氧去極化過(guò)程為，因此也可以通過(guò)吸收體系中的氧來(lái)增加陰極反應(yīng)的極化，根據(jù)陰極型緩蝕劑的不同作用原理，其可以進(jìn)一步細(xì)分為以下幾種：
A.成膜類陰極型緩蝕劑。這類陰極緩蝕劑通過(guò)與介質(zhì)中的物質(zhì)反應(yīng)或者自身吸附，在金屬的陰極區(qū)間成膜，形成的膜能有效地抑制陰極去極化劑如O2、H+等向界面擴(kuò)散，使得陰極去極化作用受到有效抑制，進(jìn)而減緩了腐蝕速率。
B.提高陰極反應(yīng)過(guò)電位緩蝕劑。腐蝕反應(yīng)的陰極過(guò)程大多為氫質(zhì)子或氧的還原反應(yīng)，這些陰極反應(yīng)發(fā)生的電位均高于其理論的平衡電位，即存在過(guò)電位。特別是在酸性介質(zhì)中，氫質(zhì)子的還原反應(yīng)在不同金屬上存在顯著的差異，而當(dāng)介質(zhì)中存在鉍、汞、銻等重金屬離子時(shí)，將會(huì)顯著提高氫質(zhì)子的還原過(guò)電位，從而使陰極過(guò)程受到抑制，降低腐蝕反應(yīng)速度。
C.耗氧型陰極緩蝕劑。在中性介質(zhì)中，腐蝕反應(yīng)的陰極過(guò)程多為氧去極化過(guò)程，因此在介質(zhì)中加入可以與氧發(fā)生反應(yīng)的物質(zhì)，則可降低介質(zhì)中的氧含量，使陰極反應(yīng)受到抑制，進(jìn)而抑制腐蝕速率。
(3)混合型緩蝕劑
該類型緩蝕劑對(duì)腐蝕的陰陽(yáng)極反應(yīng)均有明顯的抑制作用，由于加入混合型緩蝕劑后電極的陰陽(yáng)極塔菲爾斜率同時(shí)增加，因此自腐蝕電位沒(méi)有顯著改變，但是腐蝕電流密度顯著降低，使得金屬腐蝕速度受到抑制。
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