銅電極上的表面增強紅外光譜及緩蝕研究.pdf_第1頁
已閱讀1頁,還剩74頁未讀 繼續(xù)免費閱讀

下載本文檔

版權說明:本文檔由用戶提供并上傳,收益歸屬內容提供方,若內容存在侵權,請進行舉報或認領

文檔簡介

1、銅由于熱導率高、化學穩(wěn)定性強等優(yōu)點而廣泛用于工業(yè)循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中,隨著電力工業(yè)的發(fā)展,作為冷凝器材料的銅及銅合金的腐蝕現象越來越受到人們的關注。在各種腐蝕介質中,使用銅緩蝕劑抑制銅及銅合金的腐蝕是十分經濟有效的辦法。近年來,各種緩蝕劑的研究和開發(fā)都取得了很大的進展,尤其緩蝕劑的緩蝕機理研究發(fā)展迅速,其研究方法已從傳統(tǒng)的電化學方法逐漸過渡到分子水平上的光譜電化學技術。在光譜電化學技術中,衰減全反射表面增強紅外光譜(ATR-SEIRAS)是

2、一種高靈敏度、表面選律簡單的重要表面分析技術,在研究分子在金屬表面的吸附結構方面有其獨特的優(yōu)勢。作為表面增強拉曼光譜(SERS)的姊妹技術,目前利用電化學ATR-SEIRAS現場研究銅的緩蝕還尚未見報導,而這種應用對于了解緩蝕劑分子的作用機理及開發(fā)新型緩蝕劑都有著重要意義。 本論文即利用現場ATR-SEIRAS方法和電化學手段來研究銅及白銅的緩蝕,其主要創(chuàng)新性結果如下: 1.首先采用各種濕法技術(如兩步全濕法和種子生長法

3、)在本征硅或鍺表面成功制備了具有表面增強紅外吸收(SEIRA)效應的銅薄膜。從肉眼看,所制備的銅薄膜都均勻光亮;經檢測,它們與基底結合力強,導電性好,足夠進行電化學測量;原子力顯微鏡(AFM)表征顯示其表面銅顆粒呈島狀結構分布;經CO探針分子檢測,濕法制備的銅薄膜不但具有很強的SEIRA效應,而且CO在其上面吸附的紅外吸收振動峰峰形幾乎對稱,沒有出現傳統(tǒng)干法中常見的雙極峰扭曲現象。具有強SEIRA效應的銅薄膜的成功制各為SEIRAS在分

4、子水平上研究緩蝕劑分子對銅的緩蝕奠定了強有力的基礎。 2.利用現場ATR-SEIRAS較深入地對比研究了CO于中性和酸性溶液中在銅薄膜電極上的吸附。本部分我們以種子生長法制備的銅薄膜作為研究電極,在中性溶液中,此銅薄膜很強的SEIRA活性使我們首次發(fā)現了銅電極上與CO共吸附的自由水分子的存在,這就為銅電極界面結構的研究提供了新的信息。在酸性溶液(pH 1)中,CO在同樣的銅薄膜電極上的紅外吸收強度與中性溶液相比大大降低,原因可能

5、是pH值的影響或陰離子(如ClO<,4><'->)的競爭吸附。由于緩蝕劑通常會被應用于具有不同pH值的環(huán)境中,所以SEIRAS所提供的不同pH電解液中銅電極界面的信息對于未來研究具有重要的意義。 3.利用所制備銅膜很強的SEIRA效應,現場研究了吡啶分子分別在以硅和鍺為基底的銅薄膜電極上的吸附構型。結果表明,在研究的電位區(qū)間范圍內,吡啶分子在銅薄膜電極上的吸附構型為以N端與銅原子成鍵的end-on型,分子平面幾乎垂直于銅表面。這

6、與文獻中真空條件下IRAS和現場SERS報導的結果一致,同時并沒有發(fā)現文獻中所謂α-pyridvl物種的形成。由于常見的銅緩蝕劑分子一般為含N、S等雜原子的雜環(huán)有機分子,所以吡啶分子(含N原子)在銅上吸附的SEIRAS研究為利用SEIRAS研究緩蝕劑分子與銅電極表面的相互作用提供了重要信息。 4.最后利用電化學手段研究兩種環(huán)境友好型緩蝕劑-聚天冬氨酸(PASP)和鎢酸鈉對銅及白銅(B10)的緩蝕效果及協(xié)同效應。對于銅電極,在硼砂

7、緩沖溶液中,PASP顯示出了陽極型緩蝕劑的特征,其緩蝕效率在10 mg/L時超過了80%;在3%NaCl溶液中,單一PASP和鎢酸鈉對于銅均具有一定的緩蝕效果,在濃度逐漸增大時,緩蝕效果也增大,當達到最佳的濃度之后,濃度繼續(xù)增大,緩蝕效果反而下降,其中PASP和鎢酸鈉分別在濃度為40 mg/L和350 mg/L時效果最佳。在緩蝕劑總濃度為40 mg/L時,PASP與鎢酸鈉配比為1:5時效果最佳,具有協(xié)同效應。對于白銅電極,在3%NaCl

8、溶液中,PASP和鎢酸鈉各自的單一配方對于B10均具有一定的緩蝕效果,其中PASP和鎢酸鈉分別在濃度為40 mg/L和60 mg/L時對B10的緩蝕效果最佳。在緩蝕劑總濃度為40 mg/L時,PASP與鎢酸鈉配比為3:1時對B10具有明顯的緩蝕效果且具有緩蝕協(xié)同效應。PASP與鎢酸鈉復配對B10的緩蝕顯示為混合型緩蝕劑。電化學方法研究聚天冬氨酸與鎢酸鈉復配對銅的緩蝕為下一步運用電化學ATR-SEIRAS從分子水平上研究它們的緩蝕機制做好

溫馨提示

  • 1. 本站所有資源如無特殊說明,都需要本地電腦安裝OFFICE2007和PDF閱讀器。圖紙軟件為CAD,CAXA,PROE,UG,SolidWorks等.壓縮文件請下載最新的WinRAR軟件解壓。
  • 2. 本站的文檔不包含任何第三方提供的附件圖紙等,如果需要附件,請聯系上傳者。文件的所有權益歸上傳用戶所有。
  • 3. 本站RAR壓縮包中若帶圖紙,網頁內容里面會有圖紙預覽,若沒有圖紙預覽就沒有圖紙。
  • 4. 未經權益所有人同意不得將文件中的內容挪作商業(yè)或盈利用途。
  • 5. 眾賞文庫僅提供信息存儲空間,僅對用戶上傳內容的表現方式做保護處理,對用戶上傳分享的文檔內容本身不做任何修改或編輯,并不能對任何下載內容負責。
  • 6. 下載文件中如有侵權或不適當內容,請與我們聯系,我們立即糾正。
  • 7. 本站不保證下載資源的準確性、安全性和完整性, 同時也不承擔用戶因使用這些下載資源對自己和他人造成任何形式的傷害或損失。

評論

0/150

提交評論