海水缓蚀剂的选择part2——铜缓蚀剂

1)三唑类
三唑（1,2,4-1H-triazole）分子中N原子上的孤对电子以配位键与Cu相连，相互交替形成链状聚合物膜， 通过阻碍金属表面的活性点来抑制铜表面的腐蚀。苯并三氮唑（BTA）是一种重要的铜及其合金的缓蚀剂，其使用介质的温度和pH 值范围较宽， 但有一定的毒性。
到目前为止，已报道的苯并三氮唑（BTA）合成路线有邻苯二胺法、苯并咪唑酮法、邻硝基苯肼法、邻硝基氯苯法。
(2) 巯基苯并噻唑类
巯基苯并噻唑（MBT）结构中含有N，S杂原子， 能够与多种金属产生较强的配位作用，用作铜系金属缓蚀剂性能优异。铜在溶液中首先被溶液中的氧氧化成不致密的Cu2O层；Cu2O层一旦形成便与溶液中的MBT形成配合物，并形成一层致密的Cu(I)-MBT膜，从而阻止了Cu的进一步氧化。在膜的外面还存在着一层松散的吸附层，其中包括发生氧化还原反应后MBT的还原产物。由于MBT的水溶性较差，易析出，且具有难闻的异味和毒性，抗氧化性和抗氯性较差，已经较少单独使用。
巯基苯并噻唑类比较常用的衍生物有2-乙硫基苯并噻唑，2-正丁基硫代苯并噻唑，2-苄基硫代苯并噻唑，2-辛烷基二硫代苯并噻唑，2- 苄基二硫代苯并噻唑，2- 苯基二硫代苯并噻唑，2- 正丙烷基二硫代苯并噻唑等。
(3) 咪唑类
咪唑类衍生物具有环境亲和性，近年来在有机缓蚀剂的使用中逐渐受到重视，尤其是其可在金属表面形成有强烈作用的吸附膜，已被广泛地应用。咪唑类分子在铜表面是物理吸附，含有苯环和不含有苯环的衍生物缓蚀机理不同。有苯环时抑制阳极电化学反应，无苯环时抑制阴极电化学反应。1-苯基-4-甲基咪唑可在铜表面形成厚的保护层。在搅拌条件下随着浸泡时间的增加， 薄膜的保护性得到加强，保护层含有缓蚀剂和腐蚀产物，结构复杂。
(4) 噻二唑衍生物类
噻二唑衍生物在酸性及中性介质中对铜均有很好的保护作用，而且对已发生腐蚀的铜表面仍然具有一定的保护能力。通过改善噻二唑衍生物的结构，结合苯并三氮唑和噻二唑的结构优点，将二者通过硫烷基化反应连接起来，可得到含有两个苯并三氮唑单元和一个噻二唑单元的有机分子内聚集物。在3%NaCl溶液中得到的缓蚀剂对铜电极的阴、阳极电化学过程均有明显的抑制作用，是混合型缓蚀剂，能同时以其分子内的三唑环和噻二唑环与铜表面作用，发生多中心的吸附，从而具有较好的缓蚀效果。
(5) 其他类
嘌呤是一种混合型缓蚀剂，嘌呤分子强烈地吸附在铜表面的活性区域抑制了铜的溶解反应，并且由于化学吸附形成了一层保护膜，这种膜随着浸泡时间的延长而增长，缓蚀率随着嘌呤浓度的增加而增加。
脲嘧啶为阴极型缓蚀剂，缓蚀率随着硫醇基团的取代而增加，而且芳香环的存在有利于吸附的进行。其中二硫脲嘧啶为缓蚀率较高的缓蚀剂，在1 mmol/L时可达到最大缓蚀率为 98%，这主要是由于在它的分子中存在2个S原子。
葡萄糖酸钠是一种多羟基羧酸型缓蚀阻垢剂，在水溶液中对Cu2+具有极好的配位能力，可将其螯合于水中，并对Cu2+的盐类具有很好的去活化作用，有利于在铜的表面生成Cu2O保护膜。因此它既能阻垢也能缓蚀，且具有很好的协同效应。

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2013年7月20日

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