專利名稱：一種在HSn70－1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種對(duì)金屬表面進(jìn)行防腐蝕處理的方法，更具體地說(shuō)是涉及一種對(duì)HSn70-1黃銅進(jìn)行表面處理形成單分子阻蝕膜的方法。
背景技術(shù)：
金屬腐蝕是金屬在環(huán)境中腐蝕介質(zhì)發(fā)生作用下成為氧化狀態(tài)的熱力學(xué)自發(fā)過(guò)程。據(jù)報(bào)道，每年由于金屬腐蝕而造成的經(jīng)濟(jì)損失占國(guó)民生產(chǎn)總值的1.5～2.4％。為了應(yīng)對(duì)金屬腐蝕加劇，人們對(duì)緩蝕劑使用越來(lái)越多，但是目前應(yīng)用的緩蝕劑大多數(shù)并不是綠色環(huán)保的緩蝕劑，或多或少會(huì)對(duì)環(huán)境產(chǎn)生一定的危害。為了減緩金屬腐蝕或防止金屬腐蝕，采用涂層保護(hù)的方法是防腐蝕方法中應(yīng)用最廣泛也是最有效的措施。將特定的緩蝕劑，如緩蝕劑分子自組裝在金屬表面上形成致密、有序的單分子膜可以阻擋環(huán)境介質(zhì)對(duì)基底金屬的侵蝕，保護(hù)基底金屬免遭腐蝕。3-氨基-1，2，4-三氮唑(ATA)是一種用途廣泛的有機(jī)合成中間體，也是用于人體蛋白質(zhì)中色氨酸含量的特種生化試劑，由于其光敏性以及生物活性而被廣泛用于抗菌素類藥物，三唑類偶氨染料，感光材料，內(nèi)吸性殺菌劑以及植物生長(zhǎng)調(diào)節(jié)劑的合成與制備，但由于它具有很強(qiáng)的螯合性，可形成鰲合物附著在金屬容器表面阻止金屬腐蝕，無(wú)磷無(wú)毒，可嘗試用做金屬防腐蝕用緩蝕劑。3-氨基-1，2，4-三氮唑(ATA)對(duì)HSn70-1黃銅的緩蝕作用以及用來(lái)形成自組裝單分子阻蝕膜等方面的研究報(bào)道國(guó)內(nèi)外尚不多見(jiàn)。

發(fā)明內(nèi)容
本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是提供一種以ATA為主要活性成分在HSn70-1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，本發(fā)明具有ATA用量低，緩蝕阻垢能力強(qiáng)的突出優(yōu)點(diǎn)，對(duì)環(huán)境無(wú)污染。
一種在HSn70-1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，包括下列步驟a.將HSn70-1黃銅先經(jīng)0#～6#逐級(jí)打磨拋光、無(wú)水乙醇除油、去離子水洗凈后，備用；b.將ATA配制成濃度為1×10-3mol/L的緩蝕劑溶液；c.將上述處理過(guò)的HSn70-1黃銅浸漬于上述配制成的ATA緩蝕劑溶液中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時(shí)間為0.5～2小時(shí)，最終在HSn70-1黃銅表面形成ATA自組裝單分子阻蝕膜。
步驟c中HSn70-1黃銅在ATA緩蝕劑溶液中的浸漬時(shí)間為1小時(shí)。
發(fā)明的有益效果，本發(fā)明采用的ATA的緩蝕劑是一種綠色、環(huán)保緩蝕劑，對(duì)環(huán)境無(wú)危害，本發(fā)明將上述緩蝕劑通過(guò)形成自組裝單分子阻蝕膜(SAMs)的方式在HSn70-1黃銅表面成膜，減緩黃銅腐蝕發(fā)生，具有很好的緩蝕效果。電化學(xué)數(shù)據(jù)表明，HSn70-1黃銅在ATA自組裝溶液中成膜1h的腐蝕電流大大降低，僅為1.096μA·cm-2，緩蝕效率約96.69％，本發(fā)明對(duì)3％NaCl溶液中的HSn70-1黃銅具有明顯的緩蝕效果。


圖1是HSn70-1黃銅電極在10-3mol/L的ATA自組裝液中組裝的時(shí)間電位曲線圖；圖2是組裝不同時(shí)間ATA SAMs的HSn70-1黃銅電極分別浸入3％NaCl溶液中的交流阻抗圖(Nyquist圖)；圖3是組裝不同時(shí)間ATA SAMs的HSn70-1黃銅電極分別浸入3％NaCl溶液中極化曲線圖。
具體實(shí)施例方式
下面通過(guò)實(shí)施例和附圖對(duì)本發(fā)明進(jìn)一步詳細(xì)描述，一種在HSn70-1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，包括下列步驟a.將HSn70-1黃銅先經(jīng)0#～6#逐級(jí)打磨拋光、無(wú)水乙醇除油、去離子水洗凈后，備用；b.將ATA配制成濃度為1×10-3mol/L的緩蝕劑溶液；c.將上述處理過(guò)的HSn70-1黃銅浸漬于上述配制成的ATA緩蝕劑溶液中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時(shí)間為0.5～2小時(shí)，最終在HSn70-1黃銅表面形成ATA自組裝單分子阻蝕膜。步驟c中HSn70-1黃銅在ATA緩蝕劑溶液中的浸漬時(shí)間為1小時(shí)。
實(shí)施例一、溶液配制ATA C2H4N4，白色或淡黃色粉末，易溶于水，無(wú)毒。
實(shí)施體系3％NaCl溶液實(shí)驗(yàn)中所用器皿都要用去離子水洗滌。所有溶液的配制均用去離子水。
二、HSn70-1黃銅電極電極選用HSn70-1黃銅材料進(jìn)行試驗(yàn)。HSn70-1黃銅電極非工作面用環(huán)氧樹(shù)脂密封制成。電極面積為0.35cm-2，進(jìn)行測(cè)量前HSn70-1黃銅電極用0#-6#金相砂紙逐級(jí)打磨拋光，去離子水清洗，然后用無(wú)水乙醇進(jìn)行除油，最后用去離子水沖洗干凈后放入電解池。
三、實(shí)驗(yàn)測(cè)試儀器交流阻抗和極化曲線的測(cè)定儀器為CHI660B電化學(xué)工作站，交流阻抗的測(cè)試頻率范圍在50mHz-100kHz，激勵(lì)信號(hào)峰值為5mV，極化曲線法的電位范圍為0.5V～0.15V(vs SCE)，掃描速率為1mV/s。
實(shí)驗(yàn)中采用三電極體系，HSn70-1黃銅電極為工作電極；鉑電極作為輔助電極；參比電極為飽和甘汞電極。交流阻抗和極化曲線的測(cè)量均是在HSn70-1黃銅電極組裝不同時(shí)間的ATA SAMs后浸入3％NaCl溶液中0.5h后在開(kāi)路電位下進(jìn)行的。
四、實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析圖1為HSn70-1黃銅電極在10-3mol/L的ATA溶液中自組裝過(guò)程的時(shí)間-電位曲線，由圖可知，當(dāng)電極浸入ATA溶液中自組裝過(guò)程初期，電位急劇升高，這可能是由于ATA分子在電極表面形成了SAMs，使得電位升高，500s后電位變化緩和，1000s后電位升高近100mV，基本穩(wěn)定在-95mV左右，說(shuō)明ATA分子易在黃銅表面形成穩(wěn)定的ATA SAMs.圖2是組裝不同時(shí)間ATA SAMs的HSn70-1黃銅電極分別浸入3％NaC l溶液中的交流阻抗圖(Nyquist圖)(1--blank 2--0.5h 3--1h 4--2h)。當(dāng)溶液中存在緩蝕劑時(shí)，緩蝕劑與金屬作用生成一種保護(hù)膜，體現(xiàn)出良好的緩蝕效果。對(duì)應(yīng)的交流阻抗測(cè)試結(jié)果為阻抗譜圖1(Nyquist圖)，該阻抗譜均顯示一個(gè)弧形，弧形至Z軸上的弦長(zhǎng)對(duì)應(yīng)于電極的膜電阻Rf，Rf越大緩蝕劑的緩蝕效果越好。從圖2中可看出，隨著時(shí)間從0小時(shí)增加上1小時(shí)，對(duì)應(yīng)的阻抗譜圖弦長(zhǎng)增加，Rf越大，緩蝕效果越好，但組裝時(shí)間超過(guò)1小時(shí)后，阻抗譜圖呈下降趨勢(shì)。因此組裝時(shí)間為1小時(shí)，緩蝕效果最好。圖3是組裝不同時(shí)間ATA SAMs的HSn70-1黃銅電極分別浸入3％NaCl溶液中極化曲線圖(1--blank 2--0.5h3--1h 4--2h)，其相關(guān)的電化學(xué)數(shù)據(jù)列于表1(其中η＝(Icorr-I’corr)/Icorr，Icorr、I’corr各表示溶液中未組裝和組裝ATA SAMs電極的腐蝕電流密度)。
表1組裝不同時(shí)間黃銅電極在3％NaCl中的Ecocr、Icoor和緩蝕率η

從表1可知3％NaCl溶液空白試驗(yàn)時(shí)HSn70-1黃銅電極的腐蝕電流是33.11μA·cm-2，組裝ATA SAMs 0.5h后腐蝕電流降低，為5.754μA·cm-2，組裝ATA SAMs 1h后腐蝕電流進(jìn)一步降低，僅為1.096μA·cm-2，緩蝕率為96.69％，組裝ATA SAMs 2h后腐蝕電流有所升高，說(shuō)明ATA對(duì)3％NaCl溶液中的HSn70-1黃銅具有明顯的緩蝕效果。這個(gè)結(jié)果符合交流阻抗法得出的結(jié)論。另從極化曲線圖中也可看出ATA緩蝕劑使HSn70-1黃銅電極的腐蝕電位正移，極化曲線發(fā)生明顯正移，說(shuō)明復(fù)配緩蝕劑是陽(yáng)極型緩蝕劑。從以上電化學(xué)數(shù)據(jù)表明ATA對(duì)于金屬的腐蝕有很好的緩蝕作用，是一種高效的環(huán)境友好型緩蝕劑，用量低，具有較高的生產(chǎn)價(jià)值和廣闊的市場(chǎng)前景。
以上所述內(nèi)容僅為本發(fā)明構(gòu)思下的基本說(shuō)明，而依據(jù)本發(fā)明的技術(shù)方案所作的任何等效變換，均應(yīng)屬于本發(fā)明的保護(hù)范圍。
權(quán)利要求
1.一種在HSn70-1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，包括下列步驟a.將HSn70-1黃銅先經(jīng)0#～6#逐級(jí)打磨拋光、無(wú)水乙醇除油、去離子水洗凈后，備用；b.將ATA配制成濃度為1×10-3mol/L的緩蝕劑溶液；c.將上述處理過(guò)的HSn70-1黃銅浸漬于上述配制成的ATA緩蝕劑溶液中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時(shí)間為0.5～2小時(shí)，最終在HSn70-1黃銅表面形成ATA自組裝單分子阻蝕膜。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種在HSn70-1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，其特征是步驟c中HSn70-1黃銅在ATA緩蝕劑溶液中的浸漬時(shí)間為1小時(shí)。
全文摘要
本發(fā)明公開(kāi)了一種在HSn70－1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，包括下列步驟a.將HSn70－1黃銅先經(jīng)0#～6#逐級(jí)打磨拋光、無(wú)水乙醇除油、去離子水洗凈后，備用；b.將ATA配制成濃度為1×10
文檔編號(hào)C23F11/00GK101092698SQ200710044078
公開(kāi)日2007年12月26日 申請(qǐng)日期2007年7月20日 優(yōu)先權(quán)日2007年7月20日
發(fā)明者徐群杰, 萬(wàn)宗躍, 黃詩(shī)俊 申請(qǐng)人:上海電力學(xué)院