常用金属表面缓蚀自组装膜及其研究方法

简要介绍了常用活性金属表而主要涉及的缓蚀自组装膜体系以及缓蚀膜自组装行为的主要影响因素,并重点综述了电化学疗法、谱学技术、显微镜技术以及接触角测试等研究方法在活性金属表面缓蚀自组装膜研究领域的应用。     

金属表面席夫碱缓蚀剂自组装膜的制备及性能研究现状

席夫碱是由伯胺与活性羰基缩合而成的含有甲亚胺活性基团-RC=N-的一类有机化合物,能在金属表面发生化学吸附反应而形成结构稳定、排列紧密有序的自组装膜(SAMs);SAMs是一种有缓蚀性能的单分子膜,对基底金属有良好的防腐蚀作用.本文综述了近年来席夫碱类自组装膜的制备方法及自组装膜的表征技术,进一步概述了分子模拟及拓扑结...     

不锈钢防腐蚀研究的进展

不锈钢在工业生产和日常生活中应用广泛,国内外对不锈钢腐蚀的研究已大量展开,并取得了一定的成绩。列出了不锈钢的常见腐蚀类型,从优化钢材组成、表面钝化处理、腐蚀介质中添加缓蚀剂、钢材表面涂层技术及自组装缓蚀功能膜技术5个方面进行了综述。指出有机分子自组装膜技术具有广阔的发展前景,今后应深入广泛地研究。     

专论金属表面缓蚀剂自组装单分子膜的STM研究进展 Ⅱ.常用金属表面的缓蚀剂自组装单分子膜

缓蚀剂的作用机理与缓蚀剂分子在金属表面形成的自组装单分子膜及其作用密切相关。利用扫描隧道显微镜(STM)可以实时、原位、三维实空间观察原子/分子的技术优势,在分子水平上认识金属 缓蚀剂之间的相互作用,对于金属腐蚀科学的理论研究具有十分重要的意义。本文简要介绍了STM对部分常用金属表面有机缓蚀剂自组装单分子膜的结构、分子取向、晶面结构效应等方面的最新研究进展。     

金属表面缓蚀剂自组装单分子膜的STM研究进展Ⅱ.常用金属表面的缓蚀剂自组装单分子膜

缓蚀剂的作用机理与缓蚀剂分子在金属表面形成的自组装单分子膜及其作用密切相关.利用扫描隧道显微镜(STM)可以实时、原位、三维实空间观察原子/分子的技术优势,在分子水平上认识金属-缓蚀剂之间的相互作用,对于金属腐蚀科学的理论研究具有十分重要的意义.本文简要介绍了STM对部分常用金属表面有机缓蚀剂自组装单分子膜的结构、分子取向、晶面结构效应等方面的最新研究进展.     

溶液中含水量对铝合金表面自组装TDPA膜缓蚀行为的影晌

用含水量不同的正十四烷基膦酸（TDPA）／乙醇-水混合溶液在2024铝合金表面制备TDPA自组装膜。采用动电位扫描、电化学交流阻抗（EIS）、傅里叶红外（FTIR）、俄歇能谱（AES）以及原子力显微镜（AFM）等手段,研究白组装膜在0．1mol／L硫酸溶液中对铝合金的吸附及缓蚀性能的影响。傅里叶红外以及俄歇能谱测试结果表明：TDPA分子成功吸附于合金表面,且吸附密度随着溶液中水含量的增加而增加。电化学测试以及腐蚀形貌观察结果表明：4h的自组装能够获得最佳缓蚀效率;自组装溶液中水含量越高,得到的自组装膜缓蚀性能越好;白组装溶液中水对白组装膜性能的影响与金属表面的水化反应有关。     

3-氨基-1,2,4-三氮唑及3-氨基-1,2,4-三氮唑并芳香醛类希夫碱自组装膜对碳钢在0.5mol/L盐酸中的缓蚀性能研究

目的通过自组装技术在碳钢表面得到3-氨基-1,2,4-三氮唑及3种3-氨基-1,2,4-三氮唑并芳香醛类希夫碱的三种自组装膜,提高碳钢在0.5 mol/L HCl溶液中的缓蚀性能。方法采用电化学方法如电化学阻抗谱、tafel极化曲线等研究席夫碱类自组装膜在盐酸中的电化学参数,如阻抗变化、腐蚀电位、腐蚀电流。采用XPS方法对自组装膜的成分进行表征。结果计算自组装膜在盐酸溶液中的最高缓蚀效率达到92.72%,XPS测试表明自组装分子与金属原子以化学键的方式结合。结论 3-氨基-1,2,4-三氮唑及3种3-氨基-1,2,4-三氮唑并芳香醛类希夫碱自组装膜均对碳钢在盐酸中有良好的缓蚀性能,缓蚀效率的大小与分子结构有关,分子中的O、N杂原子、卤素基团、三唑环及苯环等有利于自组装膜的形成。     

自组装膜技术及其在电化学分析中的应用

自组装膜技术能在分子水平上设计膜的结构,获得特殊的性能和功能,在电分析领域得到了巨大的应用,成为近年来十分活跃的研究领域.随着自组装膜应用领域的拓展,对膜的表征方法不断提出新的要求.基于此目的,综述了分子自组装膜技术的成膜方法,并从形貌、元素与结构、质量以及电化学技术等方面综述了近年来自组装膜的表征方法研究进展情况.着重介绍了自组装膜技术在电化学分析中的应用进展.     

低合金钢在添加缓蚀剂的NaCl溶液中的腐蚀行为

研究分别添加少量(1%)缓蚀剂乌洛托品、磷酸钠、硫脲时在3.5%NaCl溶液中对低合金钢的缓蚀作用。运用线性极化技术测定比较上述三种缓蚀剂的缓蚀效果,且用交流阻抗法测得的结果与线性极化的一致。通过Tafel曲线对缓蚀剂的缓蚀机理进行了初步探讨。研究结果表明缓蚀效果:磷酸钠>硫脲>乌洛托品。缓蚀剂的作用是在金属表面成膜,改变了金属表面状态,从而抑制金属的腐蚀。     

3 种有机胺在盐酸溶液中的缓蚀性能对比研究

目的研究十八胺、不饱和十八胺,N-十八烷基丙撑二胺等3种有机胺在1 mol/L的盐酸溶液中的缓蚀性能,探讨3种有机胺在金属表面的成膜性及其缓蚀机理。方法采用静态挂片质量损失法、动电位极化曲线测试、接触角测试及AFM力曲线测试研究3种有机胺在碳钢表面的成膜性及膜的均匀性。结果不饱和十八胺的缓蚀率明显高于另外两种,为阴极抑制型缓蚀剂。接触角测试表明,不饱和十八胺的疏水性达到了优等级,高于另外两种有机胺;其缓蚀机理为在金属表面形成一层致密的疏水性保护膜,有效隔离了金属与腐蚀介质的接触。在粘附力测试实验中,不饱和十八胺在金属表面测量数据分布较为平均,其标准偏差最小,说明这种胺在金属表面成膜最好。另外,不饱和十八胺在金属表面的平均粘附力最大。结论不饱和十八胺具有最好的缓蚀性能。     

钝性金属表面共价结合自组装膜制备及耐蚀性研究进展

海洋环境中的Cl-是影响不锈钢和铝合金等钝性金属钝化膜稳定性的关键因素。共价结合分子自组装膜具有环境友好、成本低、热力学稳定性好、工艺简单的特点,是提升钝化膜稳定性的有效策略且已成为近年来的研究热点。共价结合自组装膜虽然厚度只有几纳米,但结合力好,可实现层层自组装,为不锈钢的腐蚀防护注入了新的活力。综述了常见的单分子体系组装膜和复合体系组装膜,探讨了各种组装膜的组装机理、影响组装膜质量的因素及在腐蚀防护中的潜在应用。其中单分子体系组装膜主要包括硅烷类、膦酸化合物类、羟基化合物、儿茶酚类衍生物、芳基重氮类化合物等。单分子体系组装膜,由于致密性、均一性、覆盖度等尚未达到理想要求,因此逐步向多分子体系组装膜发展,以进一步优化组装膜的综合性能。未来工作需进一步发展适用于评价组装膜机理和组装过程的原位实时表征技术,结合量子化学计算和先进的材料表征手段,从微纳米尺度和原子尺度搞清成键形式、分子取向等重要信息。开发新型可有效阻隔H2O分子和Cl-传输的功能性有机分子或聚合物,为实现金属材料的主动腐蚀防护提供科学依据。     

Inhibition Effect of 2,4,6-Trimercapto-1,3,5-triazine Self-Assembled Monolayers on Copper Corrosion in NaCl Solution

2,4,6-Trimercapto-1,3,5-triazine (TMTA) was self-assembled on copper surface by a simple method and the resulting self-assembled monolayers (SAMs) were characterized by FTIR and contact angle. It was found that TMTA dissolved in aqueous solution could be adsorbed rapidly on the copper surface and yielded a hydrophilic surface. The inhibition effect of TMTA SAMs on copper corrosion in 0.5 M NaCl solution was investigated through potentiodynamic polarization curves and electrochemical impedance spectroscopy. Results indicated that TMTA SAMs acted as a mixed type corrosion inhibitor with predominant control of cathodic reaction. The inhibition efficiency increased with increasing assembly time but decreased to some extent with increasing concentration of chloride ions. Immersion test revealed the SAMs could keep good stability and durability in 0.5 M NaCl solution. From the experimental and theoretical study, the mechanisms of TMTA SAMs formation and corrosion protection for copper were discussed.     

溶剂中水对2024铝合金表面膦酸自组装膜缓蚀性能的影响

以无水乙醇以及无水乙醇和水的混合液作为溶剂,分别配制5mmol/L的十四烷基膦酸溶液,并采用浸泡法在2024铝合金表面制备了十四烷基膦酸自组装膜。根据接触角、动电位扫描、交流阻抗以及腐蚀形貌分析,研究了采用不同溶剂时十四烷基膦酸自组装膜对Harrison溶液中2024铝合金的缓蚀作用,探讨了溶剂中水对膜自组装行为及缓蚀性能的影响机理。     

天然多糖及衍生物在金属缓蚀剂中的研究进展

缓蚀剂是一种减缓金属在外界环境中发生腐蚀反应的有效物质.随着人类绿色环保意识的增强,来源广、可再生、易降解、含有大量活性吸附中心的天然大分子链多糖物质已成为目前环境友好型缓蚀剂的研究热点之一.概述了近几年国内外天然多糖及衍生物和复合材料在抑制金属腐蚀方面的研究,重点综述了淀粉、纤维素、壳聚糖和其他天然多糖类物质的分子结构特点及在不同腐蚀环境中对金属的缓蚀性能.在此基础上,梳理了各类天然多糖物质的化学改性合成方法及改性后各衍生物的缓蚀能力,简要介绍了部分基于多糖物质或其衍生物制备的复合材料在缓蚀领域的研究进展.同时,从吸附模型及吸附方式(物理吸附、化学吸附)等方面,归纳了多糖类物质保护金属的作用机制.最后,分析了各类多糖及衍生物在金属缓蚀方面所存在的几点不足,如单一未改性的天然物质缓蚀效果差,部分改性产品溶解性差,部分改性方法复杂,缓蚀机理研究较少等,并展望了各类多糖及衍生物在未来缓蚀剂领域的发展趋势.     

膦酸自组装膜在铝合金表面的吸附及缓蚀行为

通过自组装前后铝合金表面锌电化学沉积行为的变化研究和极化曲线测试,探讨了十四烷基膦酸自组装膜在2024和1060铝合金表面的吸附及缓蚀行为.研究结果表明:锌的初期电化学沉积优先在铝合金偏析相表面进行;偏析相表面吸附膜致密度较差,因此自组装后基体和偏析相表面之间的物化性质差异更大,从而加速锌的初期沉积;1060合金表面自...     

2-Mercaptobenzothiazole monolayers on zinc and silver surfaces for anticorrosion

Anticorrosive behaviors of 2-mercaptobenzothiazole (MBT) self-assembled monolayers (SAMs) on silver and zinc electrodes were comparatively studied by means of electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The promising inhibition effect of the MBT for silver and zinc from corrosion had been confirmed. The adsorption geometries of MBT monolayers on zinc and silver electrodes were observed by surface enhanced Raman scattering (SERS) technique. The SERS spectra implied that monolayers of MBT could be self-assembled on Ag surface through S¹⁰ and N³ atoms and the molecular plane should be tilted with respect to the surface. On Zn surface, MBT molecules formed monolayers via both S atoms and the other moieties of the molecule away from the surface. From the in situ electrochemical SERS results it can be found that MBT monolayers on both Ag and Zn surfaces experienced the changes of adsorption fashions as the potential shifting to more negative direction.     

扫描电化学显微镜对铁自组装膜的电化学表征

    用扫描电化学显微镜（SECM）的线扫描的方法研究咪唑啉分子吸附在铁的表面形成的自组装单分子膜(SAMs).采用恒高度工作模式,用基底产生/探头收集的原理探讨发生在探头针尖与基底间隙的化学动力学过程和对表面浓度进行检测.空白的铁电极和组装咪唑啉的铁电极在0.1 mol/L HClO₄的峰电流的值分别是-1.67165e-9A和-2.146e-10A.结果表明,组装咪唑啉分子后探头具有更低的电流,其原因在铁电极表面形成的SAMs膜抑制了电极在溶液中发生的氧化还原反应,阻碍了电荷转移过程,抑制了铁基底的溶解.     

镁及镁合金缓蚀剂研究现状与展望

缓蚀剂技术是一种简单有效抑制金属在腐蚀介质中遭到破坏的腐蚀防护手段,在钢铁、铜等传统金属上已有大量研究及应用。由于镁具有接受电子和给予电子能力都比较低的原子结构特点和高活泼的化学性质,对传统金属材料有效的缓蚀剂对镁合金作用并不理想,所以对镁合金的缓蚀剂研究较少、起步较晚。近年来,经过国内外研究机构的不懈努力,对镁合金缓蚀剂的开发和缓蚀机理的研究取得了一定突破,初步建立了镁合金缓蚀剂的评价体系。针对镁合金缓蚀剂的不同应用介质,结合镁合金缓蚀剂的化合物性质,阐述了镁合金缓蚀剂的构效关系、影响缓蚀效率的主要因素、复配缓蚀剂配方优化等最新研究动态,并介绍了其缓蚀机理或协同缓蚀机理。最后,结合镁合金缓蚀剂的研究现状以及新的研究方法及其检测技术的发展,对镁合金缓蚀剂未来的研究方向、发展趋势和应用领域的拓展提出了展望。