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硫脲/乌洛托品复合缓蚀剂对铸铁缓蚀性能的影响研究

更新时间:2016-07-05

引言

金属腐蚀给社会带来了严重的损失,早已引起了人们的重视,金属腐蚀最严重的领域主要在酸洗领域[1-2],目前所用的缓蚀剂种类繁多[3-5]。缓蚀剂发展到现在被广泛应用,不同缓蚀剂间的协同效应明显。工业上使用的缓蚀剂都是利用不同缓蚀剂之间的协同效应来确定不同组分的配方[6]。协同效应的研究[7]对于提高缓蚀效率,降低缓蚀剂的成本有着重要的意义。关于铸铁材质的缓蚀,前人进行了大量的研究[8-11],如李乃胜等[7]研究了葡萄糖酸钠与锌盐的组合对铸铁的协同缓蚀作用,腾飞等[12]研究了几种气相缓蚀剂对铸铁材料的缓蚀行为。本文借助静态失重法分别在5%盐酸溶液、5%硝酸溶液以及5%硫酸溶液中研究了硫脲/乌洛托品复合缓蚀剂对铸铁材质的缓蚀性能,优化了硫脲与乌洛托品的最佳质量比例及最佳添加量,从而为工业酸洗领域选用缓蚀剂提供参考。

席间,谈及赵凤洲、吴大人观战之事,老太医道:“德公公倒台,固然是多行不义必自毙。不过依我看,其间水也够深。”

其中,Eff是运营效率;size为企业规模,用总资产对数衡量;ms为市场份额,由公司销售额占该行业企业总收入的比例表示;cfi表示自由现金流,用企业自由现金流与总资产的比值衡量;div为经营多样化,用营业收入来源中不同行业数量来表示;age表示上市年限;e为残差,即为所求的管理者能力变量。

1 实验部分

1.1 主要试剂及材料

标准铸铁腐蚀挂片(28 cm2,扬州市祥玮机械有限公司),硫脲、乌洛托品、盐酸、硫酸和硝酸均为分析纯。

1.2 缓蚀性能测试

保持25℃的条件下,分别配制5%盐酸、5%硝酸及5%硫酸溶液,然后按照要求分别加入所需要质量的缓蚀剂,搅拌溶解得到实验溶液;将标准铸铁腐蚀挂片放入不同的实验溶液中,浸泡一段时间(5%盐酸,2 h;5%硝酸,0.5 h;5%硫酸,2 h),每组实验平行测试三个样品,取平均值;浸泡到达指定时间后立即取出试样,并按次序用蒸馏水、甲醇浸泡清洗,烘干称质量。按照公式(1)计算铸铁挂片在不同酸液中的腐蚀速率。

式中:v代表铸铁挂片的腐蚀速率,g/(m2·h);

2.1.4 稳定性考察 精密称取Lut-SD和Lut-PC-SD适量,置于25 mL量瓶中,乙腈超声并定容。分别于0、2、4、6、12、24 h进样测定Lut的峰面积变化情况。结果显示Lut-SD峰面积的RSD为0.93%,Lut-PC-SD的RSD为1.07%。

从图2能够看出,在5%的盐酸中,固定硫脲与乌洛托品的质量比为40∶60,随着硫脲/乌洛托品复合缓蚀剂用量的增加,其对铸铁材质的缓蚀率出现逐渐增加的趋势。当添加量为0.5%时,硫脲/乌洛托品复合缓蚀剂对铸铁材质的缓蚀率达到91.5%,继续提高硫脲/乌洛托品的添加量,缓蚀率变化不大,这表明当硫脲/乌洛托品添加量少的时候,无法在铸铁腐蚀挂片的表面形成完整的缓蚀膜[6,13],随着缓蚀剂量的增加,铸铁表面的缓蚀膜层逐渐完整,硫脲/乌洛托品对铸铁的缓蚀率进一步增加。因此,在5%的盐酸溶液中,最佳的硫脲/乌洛托品复合缓蚀剂的添加量为0.5%。

式中:η代表缓蚀率,%;

缓蚀率按照公式(2)进行计算。

t代表浸泡时间,h。

△w代表铸铁挂片浸泡前后的质量差,g;

第2跳,中继对接收信号进行放大转发,转发的信号为经过最大比发射(Maximum Ratio Transmission,MRT)预编码后的信号.由于没有窃听信道的状态信息,采用发送G2零空间上的人工噪声的方式干扰窃听节点,降低窃听节点解码信号的能力.发送的信号为

2 结果与讨论

2.1 硫脲与乌洛托品的质量比对铸铁缓蚀性能的影响

从图3可以看出,在5%硝酸溶液中,固定硫脲与乌洛托品的质量比为40∶60,逐渐增加硫脲/乌洛托品的添加量,铸铁材质的缓蚀率起初增加较快,当硫脲/乌洛托品的添加量为0.4%时,铸铁材质的缓蚀率可以达到98%,进一步增加复合缓蚀剂的添加量,铸铁材质的缓蚀率几乎无变化。因此,在5%的硝酸溶液中,适宜的硫脲/乌洛托品的添加量为0.4%。

图1 三种酸洗液中硫脲/乌洛托品的质量比对铸铁的缓蚀性能

2.2 在5%的盐酸中硫脲/乌洛托品的添加量对铸铁缓蚀性能的影响

S代表铸铁挂片的表观面积,m2

图2 硫脲/乌洛托品的添加量在5%的盐酸中对铸铁缓蚀性能的影响

2.3 在5%的硝酸中硫脲/乌洛托品的添加量对铸铁缓蚀性能的影响

在三种酸洗液中,固定硫脲与乌洛托品复合缓蚀剂的添加量为0.2%,硫脲与乌洛托品的质量比对铸铁的缓蚀性能的影响结果见图1。从图中可以看出,随着硫脲与乌洛托品质量比的增加,其对铸铁的缓蚀率均呈现着先增加而后减少的趋势。对于5%的盐酸溶液、5%的硫酸溶液及5%的硝酸溶液来说,当硫脲与乌洛托品的质量比为40∶60时,其对铸铁的缓蚀性能最好,均可以达到75%。因此,对于三种酸洗液来说,复合缓蚀剂中硫脲与乌洛托品最佳的质量比为40∶60。

图3 硫脲/乌洛托品的添加量在5%的硝酸中对铸铁缓蚀性能的影响

2.4 在5%的硫酸中硫脲/乌洛托品的添加量对铸铁缓蚀性能的影响

从图4可以看出,在5%的硫酸溶液中,当硫脲/乌洛托品复合缓蚀剂添加量为0.5%时,铸铁挂片的缓蚀率可以达到95.3%,随后继续增加缓蚀剂的添加量,铸铁的缓蚀率出现轻微下降趋势。该结果表明,硫脲/乌洛托品添加量不足时无法在铸铁材质表面沉积形成完整的缓蚀膜,导致腐蚀速度较快。随着硫脲/乌洛托品用量的增加,当达到0.5%的添加量时,铸铁材质的缓蚀膜层逐渐完整,缓蚀性能几乎达到最大。然而,若继续增加用量,过量的硫脲/乌洛托品分子将在铸铁材质的表面相互吸附,导致亲水性增强而降低了缓蚀剂的缓蚀性能。因而,在5%的硫酸溶液中,最佳的硫脲/乌洛托品复合缓蚀剂的添加量为0.5%。

v0,v1分别代表铸铁挂片在空白酸液及加缓蚀剂后酸液中的腐蚀速率,g/(m2·h)。

2.5 Tafel曲线分析

图4 硫脲/乌洛托品的添加量在5%的硫酸中对铸铁缓蚀性能的影响

借助Tafel曲线,在5%的盐酸溶液中通过加入0.5%的硫脲/乌洛托品来验证复合缓蚀剂的缓蚀性能。从图5可以看出,与空白溶液相比,当加入硫脲/乌洛托品复合缓蚀剂后,在5%盐酸溶液中,铸铁的腐蚀电位明显升高,腐蚀速率减小,说明复合缓蚀剂可以有效地抑制盐酸溶液对铸铁表面的腐蚀。

(1)在实施混凝土涂层前,为了保证其最终效果,避免混凝土表明杂质混入涂层影响到其效果,需要对混凝土表明进行科学处理。具体内容包括出去杂物、填平其中的凹陷,具体方法就是利用与混凝土相同品质的水泥砂浆来填补混凝土结构表明存在的各种缺陷,促使其形成一个光滑平整的平面;针对混凝土结构表面上附着的碎屑、凸起和其他杂物,可以使用铲刀将其清除;对于混凝土结构表面的油污等难以清除的物质,可以使用对应的溶剂进行清洗,清洗完成后需要使用干净水进行冲洗,保证混凝土结构表面清洁。在实施涂装前,混凝土结构表面需要达到平整、干净、无凸起和凹陷、无油污的效果。

图5 铸铁在5%盐酸溶液中的Tafel曲线

3 结论

1)保持缓蚀剂总添加量为0.2%的情况下,硫脲与乌洛托品的质量比对铸铁的缓蚀性能的影响规律几乎相同,在5%盐酸溶液、5%硫酸溶液及5%硝酸溶液中,硫脲与乌洛托品的最佳质量比为40∶60,协同作用明显。

2)在三种酸洗液中,保持硫脲与乌洛托品的质量比为40∶60,研究了硫脲/乌洛托品的添加量对铸铁的缓蚀效果的影响。结果表明,在5%盐酸溶液中,最佳的复合缓蚀剂添加量为0.5%,缓蚀率可以达到91.5%;在5%硝酸溶液中,最佳的复合缓蚀剂添加量为0.4%,铸铁材质的缓蚀率可以达到98%;在5%硫酸溶液中,最佳的复合缓蚀剂添加量为0.5%,铸铁材质的缓蚀率可以达到95.3%。

3)Tafel曲线研究结果表明,加入0.5%的硫脲/乌洛托品复合缓蚀剂后,铸铁在5%盐酸介质中的腐蚀电位明显升高,腐蚀速率变慢,说明硫脲/乌洛托品的加入能够在铸铁表面形成稳定的缓蚀层,有效地抑制酸溶液对铸铁表面的腐蚀。

参考文献

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李海云,王永垒,许涛,朱梦泽,徐叶平,吴家婷
《电镀与精饰》 2018年第05期
《电镀与精饰》2018年第05期文献

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