鈰鹽在氯化鈉溶液中對碳鋼的緩蝕作用研究.pdf

1、本文對海水介質(zhì)中緩蝕劑的發(fā)展歷程、稀土金屬鹽用作緩蝕劑的研究進(jìn)展、緩蝕機(jī)理及其協(xié)同效應(yīng)等做了綜述，合成了有機(jī)鈰鹽檸檬酸鈰，通過失重法、動電位極化曲線法、電化學(xué)阻抗譜(EIS)、掃描電鏡(SEM)和X光電子能譜法(XPS)等研究了氯化鈰、硝酸鈰和檸檬酸鈰等幾種鈰鹽在3.5％NaCl溶液中對碳鋼的緩蝕作用，并對其緩蝕機(jī)理作了初探，同時對硝酸鈰與鉬酸鈉、葡萄糖酸鈉的協(xié)同作用也進(jìn)行了研究，得出以下結(jié)論：
　　 (1)氯化鈰、硝酸鈰和硫酸

2、鋅在3.5％NaCl溶液中對碳鋼的緩蝕率均隨著其濃度的增加而增大，當(dāng)濃度高于500mg/L后緩蝕率的增加不明顯。氯化鈰和硝酸鈰在3.5％NaCl溶液中的緩蝕效果明顯優(yōu)于硫酸鋅，在50～1000mg/L的濃度范圍內(nèi)顯示出相對較高的緩蝕率，但緩蝕率不超過80％，說明鈰離子(Ⅲ)不能單獨作為中性介質(zhì)中碳鋼的緩蝕劑。
　　 (2)檸檬酸鈰在3.5％NaCl溶液中對碳鋼的緩蝕效率隨其濃度的增加而提高，最高達(dá)到90％以上，具有“臨界值”效應(yīng)

3、(200mg/L)；電化學(xué)阻抗譜顯示緩蝕劑分子的吸附過程對轉(zhuǎn)移電阻Rt有較大影響，轉(zhuǎn)移電阻Rt隨檸檬酸鈰的濃度增加而呈增大趨勢；檸檬酸鈰在碳鋼表面的吸附是自發(fā)進(jìn)行的，遵循Langmuir吸附方程式；在碳鋼表面形成的膜含有Ce(Ⅲ)、Ce(Ⅳ)、Fe(Ⅲ)、O、C幾種元素。
　　 (3)碳鋼在含檸檬酸鈰的3.5％NaCl溶液中的自腐蝕電位向負(fù)方向移動，陰極和陽極塔費爾斜率隨著檸檬酸鈰濃度的增加呈增大趨勢，說明檸檬酸鈰對碳鋼的陰陽極

4、反應(yīng)均產(chǎn)生了抑制。檸檬酸根抑制了碳鋼的陽極溶解，而Ce3+在碳鋼表面局部陰極形成的Ce(OH)3沉積膜主要抑制了腐蝕反應(yīng)的陰極過程，檸檬酸根離子和鈰離子在碳鋼表面形成比單獨使用時更加致密完整的保護(hù)膜，使碳鋼在3.5％NaCl溶液中的腐蝕速率大幅度降低，因此可以認(rèn)為檸檬酸鈰是一種以抑制陰極過程為主的混合型緩蝕劑。
　　 (4)鉬酸鈉在3.5％NaCl溶液中對碳鋼的緩蝕作用較弱，只有在使用濃度達(dá)到100mg/L時緩蝕率才超過90％，

5、不適合單獨作為碳鋼在中性介質(zhì)中的緩蝕劑。鉬酸鈉與硝酸鈰復(fù)配之后呈現(xiàn)出顯著的協(xié)同作用，在不同配比下的緩蝕率均超過90％。極化曲線顯示鉬酸鈉和硝酸鈰混合使用后碳鋼的自腐蝕電位變化不大，可認(rèn)為是一種混合型的緩蝕劑。
　　 (5)在3.5％NaCl溶液中硝酸鈰與葡萄糖酸鈉混合使用后的緩蝕率均超過90％，對碳鋼呈現(xiàn)出良好的緩蝕協(xié)同作用。碳鋼的自腐蝕電位朝負(fù)方向移動，說明兩種藥劑同時使用時主要抑制電化學(xué)反應(yīng)的陰極過程。掃描電鏡顯示硝酸鈰與葡