苯骈三氮唑对碳钢在溴化锂溶液中的缓蚀作用

1 　实验方法

1. 1 　材料

以碳钢电极(1 cm2)为工作电极、211 型铂电极为辅助电极置于电解池中,232 型饱和甘汞电极为参比电极置于饱和氯化钾溶液中,电解池与饱和氯化钾溶液间通过盐桥连接,电解池保持160 ℃恒温.极化曲线测量采用上海正方电子有限公司生产的ZF 型极化曲线测量仪进行.

1. 2 　极化曲线测量条件

温度160℃,64%溴化锂溶液,含有0.20mol/L氢氧化锂的64%溴化锂溶液及含有0.20 mol/L氢氧化锂和0.020mol/L苯骈三氮唑的64 %溴化锂溶液为介质,扫描速度50 mV/ 分,阳极极化曲线上限电位200mV,阴极极化曲线下限电位- 1000 mV.

1. 3 　扫描电镜分析

对含有0.02 mol/L苯骈三氮唑的64%的溴化锂溶液的碳钢试片作扫描电镜分析,并与未添加苯骈三氮唑的64%的溴化锂溶液的碳钢试片作比较.扫描电镜分析是在华东理工大学分析测试中心英国剑桥生产的S2250 扫描电子显微镜进行.

1. 4 　红外光谱分析

将含有0.02 mol/L 苯骈三氮唑的64 %溴化锂溶液的碳钢试片表面的吸附膜刮下,进行红外光谱分析,并与纯品苯骈三氮唑的红外光谱作比较.红外光谱分析是在华东理工大学分析测试中心NicoletMagna2IR550红外光谱仪进行 .

2 　结果与讨论

2. 1 　极化曲线

以碳钢为工作电极、铂电极为辅助电极、饱和甘汞电极为参比电极,在160 ℃下通过动电位扫描法进行稳态极化测量.测得碳钢在64 %溴化锂溶液、含有0. 20mol/L氢氧化锂的64 %溴化锂溶液、含有0.20mol/ L氢氧化锂及0.020 mol/L苯骈三氮唑的64 %溴化锂溶液中的极化曲线如图1所示:

从极化曲线可以看出,碳钢在溴化锂溶液中不形成任何表面膜,剧烈腐蚀;用氢氧化锂将溴化锂溶液的pH 值调至10左右,碳钢表面形成一层铁的氧化膜,产生钝化,但其致钝电流、维钝电流均较高;添加苯骈三氮唑,碳钢表面产生明显钝化,且致钝电流、维钝电流显著降低,对碳钢的腐蚀有一定的抑制作用.

2. 2 　红外光谱

通过对苯骈三氮唑和碳钢表面苯骈三氮唑表面膜吸附膜的红外光谱进行比较,可以发现苯骈三氮唑的—N = N 特征吸收峰由1215 cm- 1移至1160 cm- 1 ,说明苯骈三氮唑与铁形成配合物.

2. 3 　扫描电镜

通过对含苯骈三氮唑的溴化锂溶液(用氢氧化锂调节pH 值) 进行扫描电镜分析,得到以下扫描电 镜照片见图2a 、图2b.

通过扫描电镜可以看出,苯骈三氮唑在碳钢表面形成一层连续的呈层状分布的表面膜.

3 　结论

溴化锂溶液对碳钢有较强的腐蚀性,在溴化锂溶液中添加0. 20 mol/ L 的氢氧化锂调节pH 值,同时 加入0. 020 mol/ L 苯骈三氮唑可有效抑制溴化锂溶液对碳钢的腐蚀,有明显的缓蚀作用. 极化曲线、扫描 电镜、红外光谱说明,苯骈三氮唑在碳钢表面形成一层连续的Fe2BTA 复合吸附膜,阻滞阳极反应.