海水緩蝕劑的選擇part2——銅緩蝕劑
1)三唑類
三唑（1,2,4-1H-triazole）分子中N原子上的孤對電子以配位鍵與Cu相連，相互交替形成鏈狀聚合物膜， 通過阻礙金屬表面的活性點來抑制銅表面的腐蝕。苯并三氮唑（BTA）是一種重要的銅及其合金的緩蝕劑，其使用介質(zhì)的溫度和pH 值范圍較寬， 但有一定的毒性。
到目前為止，已報道的苯并三氮唑（BTA）合成路線有鄰苯二胺法、苯并咪唑酮法、鄰硝基苯肼法、鄰硝基氯苯法。
(2) 巰基苯并噻唑類
巰基苯并噻唑（MBT）結(jié)構(gòu)中含有N，S雜原子， 能夠與多種金屬產(chǎn)生較強的配位作用，用作銅系金屬緩蝕劑性能優(yōu)異。銅在溶液中首先被溶液中的氧氧化成不致密的Cu2O層；Cu2O層一旦形成便與溶液中的MBT形成配合物，并形成一層致密的Cu(I)-MBT膜，從而阻止了Cu的進一步氧化。在膜的外面還存在著一層松散的吸附層，其中包括發(fā)生氧化還原反應(yīng)后MBT的還原產(chǎn)物。由于MBT的水溶性較差，易析出，且具有難聞的異味和毒性，抗氧化性和抗氯性較差，已經(jīng)較少單獨使用。
巰基苯并噻唑類比較常用的衍生物有2-乙硫基苯并噻唑，2-正丁基硫代苯并噻唑，2-芐基硫代苯并噻唑，2-辛烷基二硫代苯并噻唑，2- 芐基二硫代苯并噻唑，2- 苯基二硫代苯并噻唑，2- 正丙烷基二硫代苯并噻唑等。
(3) 咪唑類
咪唑類衍生物具有環(huán)境親和性，近年來在有機緩蝕劑的使用中逐漸受到重視，尤其是其可在金屬表面形成有強烈作用的吸附膜，已被廣泛地應(yīng)用。咪唑類分子在銅表面是物理吸附，含有苯環(huán)和不含有苯環(huán)的衍生物緩蝕機理不同。有苯環(huán)時抑制陽極電化學(xué)反應(yīng)，無苯環(huán)時抑制陰極電化學(xué)反應(yīng)。1-苯基-4-甲基咪唑可在銅表面形成厚的保護層。在攪拌條件下隨著浸泡時間的增加， 薄膜的保護性得到加強，保護層含有緩蝕劑和腐蝕產(chǎn)物，結(jié)構(gòu)復(fù)雜。
(4) 噻二唑衍生物類
噻二唑衍生物在酸性及中性介質(zhì)中對銅均有很好的保護作用，而且對已發(fā)生腐蝕的銅表面仍然具有一定的保護能力。通過改善噻二唑衍生物的結(jié)構(gòu)，結(jié)合苯并三氮唑和噻二唑的結(jié)構(gòu)優(yōu)點，將二者通過硫烷基化反應(yīng)連接起來，可得到含有兩個苯并三氮唑單元和一個噻二唑單元的有機分子內(nèi)聚集物。在3%NaCl溶液中得到的緩蝕劑對銅電極的陰、陽極電化學(xué)過程均有明顯的抑制作用，是混合型緩蝕劑，能同時以其分子內(nèi)的三唑環(huán)和噻二唑環(huán)與銅表面作用，發(fā)生多中心的吸附，從而具有較好的緩蝕效果。
(5) 其他類
嘌呤是一種混合型緩蝕劑，嘌呤分子強烈地吸附在銅表面的活性區(qū)域抑制了銅的溶解反應(yīng)，并且由于化學(xué)吸附形成了一層保護膜，這種膜隨著浸泡時間的延長而增長，緩蝕率隨著嘌呤濃度的增加而增加。
脲嘧啶為陰極型緩蝕劑，緩蝕率隨著硫醇基團的取代而增加，而且芳香環(huán)的存在有利于吸附的進行。其中二硫脲嘧啶為緩蝕率較高的緩蝕劑，在1 mmol/L時可達到最大緩蝕率為 98%，這主要是由于在它的分子中存在2個S原子。
葡萄糖酸鈉是一種多羥基羧酸型緩蝕阻垢劑，在水溶液中對Cu2+具有極好的配位能力，可將其螯合于水中，并對Cu2+的鹽類具有很好的去活化作用，有利于在銅的表面生成Cu2O保護膜。因此它既能阻垢也能緩蝕，且具有很好的協(xié)同效應(yīng)。
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2013年7月20日
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