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铜表面组装缓蚀功能有序分子膜的研究

作　者: 孔令平
导　师: 全贞兰
学　校: 青岛科技大学
专　业: 物理化学
关键词: 植酸钼酸钠苯并咪唑铜自组装膜电化学阻抗极化曲线
分类号: TG174.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
下　载: 72次
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内容摘要

本论文的研究目的在于用自组装技术在金属铜表面上制备具有缓蚀功能的有序分子膜。采用电化学阻抗谱(EIS)、极化曲线的电化学方法,研究了两种环境友好型缓蚀剂植酸(IP6)和钼酸钠,以及苯并咪唑(BTA)的单一配方及其复配时对3.5% NaCl溶液中铜的缓蚀效果。从理论上分析各种因素对膜质量的影响,并用扫描电镜(SEM)对铜表面的缓蚀剂自组装膜进行了表面分析评价。通过上述实验研究,得出以下结论。(1)植酸、钼酸钠和苯并咪唑对3.5 % NaCl溶液中铜均有缓蚀效果。其中在pH=11.3的10 mmol/L植酸中组装24h时,对铜的缓蚀率为68.27%;在浓度为0.05 mmol/L钼酸钠中组装24h时,对铜的缓蚀率为62.39%;在浓度为0.2 mmol/L BTA中组装24h时,对铜的缓蚀率为68.40%。(2)因植酸分子的刚性结构,使自组装膜中含有缺陷,与钼酸钠复配形成自组装膜后,表面覆盖度明显增加,膜质量得到了改善,提高了对铜基底的缓蚀效率,缓蚀率达到89.66%。(3)植酸与苯并咪唑采用层层自组装的方式复配,先在苯并咪唑溶液中浸泡后再在植酸溶液中浸泡,有利于提高铜表面的缓蚀效率,缓蚀率达到87.69%。(4)电化学实验测试结果结合SEM观察的结果显示,植酸、钼酸钠与苯并咪唑复配形成SAMs时,分子膜更加致密,进一步提高了对铜基底的缓蚀效果,缓蚀率达到91.84%。

全文目录

摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章绪论  9-23
  1.1 铜腐蚀的分类及影响因素  10
  1.2 铜腐蚀控制原理  10-11
  1.3 缓蚀剂的分类  11-12
  1.4 缓蚀剂的研究现状  12-14
  1.5 缓蚀剂的协同效应  14-16
  1.6 新型绿色缓蚀剂  16-18
  1.7 植酸在金属防腐中的应用及研究现状  18-21
    1.7.1 植酸的分子结构  18
    1.7.2 植酸与金属的络合能力  18-19
    1.7.3 金属缓蚀剂  19-20
    1.7.4 钝化剂  20
    1.7.5 其他方面  20-21
  1.8 钼酸钠在金属防腐中的应用及研究现状  21-22
  1.9 苯并咪唑在金属防腐中的应用及研究现状  22
  1.10 本课题研究目的及研究内容  22-23
第二章研究方法  23-27
  2.1 试剂和材料  23
  2.2 溶液的配制  23-24
  2.3 自组装膜的制备  24
  2.4 仪器与方法  24-27
    2.4.1 仪器  24
    2.4.2 电化学阻抗谱、极化曲线的测试  24-25
    2.4.3 扫描电子显微镜  25
    2.4.4 正交试验  25-27
第三章植酸和钼酸钠的缓蚀性能研究  27-52
  3.1 植酸自组装膜的电化学阻抗谱研究  27-34
    3.1.1 表面覆盖度  27
    3.1.2 空白电极的交流阻抗谱  27-28
    3.1.3 组装时间对植酸缓蚀性能的影响  28-29
    3.1.4 等效电路的提出  29-32
    3.1.5 pH 值对植酸缓蚀性能的影响  32
    3.1.6 温度对植酸缓蚀性能的影响  32-33
    3.1.7 植酸浓度对植酸缓蚀性能的影响  33-34
  3.2 植酸自组装膜的极化曲线研究  34-40
    3.2.1 组装时间对植酸缓蚀性能的影响  34-36
    3.2.2 pH 值对植酸缓蚀性能的影响  36-37
    3.2.3 温度对植酸缓蚀性能的影响  37-38
    3.2.4 植酸浓度对植酸缓蚀性能的影响  38-40
  3.3 钼酸钠自组装膜的电化学阻抗谱研究  40-42
    3.3.1 组装时间对钼酸钠缓蚀性能的影响  40
    3.3.2 钼酸钠浓度对钼酸钠缓蚀性能的影响  40-42
  3.4 钼酸钠自组装膜的极化曲线研究  42-44
    3.4.1 组装时间对钼酸钠缓蚀性能的影响  42-43
    3.4.2 浓度对钼酸钠缓蚀性能的影响  43-44
  3.5 植酸和钼酸钠复配  44-51
    3.5.1 试验方案  44-48
    3.5.2 复配缓蚀剂与单一缓蚀剂比较  48-51
  3.6 小结  51-52
第四章苯并咪唑的缓蚀性能研究  52-68
  4.1 苯并咪唑自组装膜的电化学阻抗谱研究  52-54
    4.1.1 组装时间对苯并咪唑自组装膜的影响  52-53
    4.1.2 浓度对苯并咪唑自组装膜的影响  53-54
  4.2 苯并咪唑自组装膜的极化曲线研究  54-56
    4.2.1 组装时间对苯并咪唑缓蚀性能的影响  54-55
    4.2.2 浓度对苯并咪唑缓蚀性能的影响  55-56
  4.3 植酸与苯并咪唑复配  56-60
    4.3.1 植酸和苯并咪唑复配自组装膜的电化学阻抗谱研究  56-58
    4.3.2 植酸和苯并咪唑复配自组装膜的极化曲线研究  58-60
  4.4 植酸、钼酸钠和苯并咪唑复配  60-65
    4.4.1 试验方案  60-63
    4.4.2 扫描电镜观测结果  63-65
  4.5 复配缓蚀剂与单一缓蚀剂比较  65-67
  4.6 小结  67-68
结论  68-69
参考文献  69-74
致谢  74-75
攻读硕士学位期间已发表或待发表的学术论文目录  75-77

铜表面组装缓蚀功能有序分子膜的研究

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