锆离子改善缓蚀剂自组装修饰膜的结构及性能研究

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不锈钢设备发生腐蚀会给国民经济造成巨大的损失。多年来,寻找合适的防腐技术一直是电化学工作者义不容辞的责任。其中,围绕新型缓蚀剂的开发及其应用已有大量的研究报道。 本文采用在生物电化学和生物传感器制备中已有应用的分子自组装(Self-assembled)技术,在不锈钢电极表面修饰用作缓蚀剂的有机磷酸酯,利用极化曲线,交流阻抗谱,循环伏安等测量了不锈钢电极组装前后在3%(by mass)NaCl溶液中的腐蚀速率和缓蚀速率,与接触角测试结果进行了讨论。 利用烷基磷酸能与金属锆(Zr4+)离子和金属氧化物发生配位作用,分别组装了单层膜和双层膜修饰的不锈钢电极。结果表明不锈钢表面修饰单层有机磷酸酯其抗腐性能得一定的增强。 已有报道证明,烷基磷酸能与金属锆(Zr4+)离子和金属氧化物可发生配位作用,因而,本文选择了十烷基磷酸钠和Hexamethylenediamine-N,N,N,N-tetrakis(methylphosphonic acid)作缓蚀剂,应用自组装方法组装了单层膜修饰的电极不锈钢和以Zr4+离子作交联剂修饰制得了双层膜修饰的不锈钢电极。 缓蚀剂自组装膜修饰电极的缓蚀效率与缓蚀剂的表面覆盖度有关,接触角测试是有效的考察方法之一。接触角和交流阻抗谱等测试结果表明,利用锆离子可以在不锈钢表面自组装行成双层有机磷酸酯膜。 同时,有机磷酸酯作缓蚀剂在不锈钢表面电极自组装单、双层膜的极化曲线测量结果表明,单层膜修饰电极较之裸不锈钢的腐蚀电位正移,有一定的缓蚀效果,但双层膜修饰的不锈钢腐蚀电位有更多的正移,腐蚀电流也进一步降低,表明抗腐蚀效果更佳。 实验证明,本研究工作提出的用锆离子作交联剂来改善缓蚀剂自组装膜的结构,从而提高材料的抗腐蚀性能的方法是可行而有效的,为提高缓蚀效率和开拓缓蚀剂更广泛的应用提供了一种新的思路,为缓蚀剂作用机制的研究提供一定的参考价值。
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