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两种环境友好型酸洗缓蚀剂的复配和性能研究

作　者: 梅其政
导　师: 杨道武
学　校: 长沙理工大学
专　业: 物理化学
关键词: 环境友好 复合缓蚀剂 盐酸酸洗 EDAT酸洗 性能研究
分类号: TG174.42
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


酸洗缓蚀剂在电厂锅炉酸洗过程中是减少酸洗对象腐蚀的重要添加剂,性能良好的酸洗缓蚀剂是电力设备酸洗安全和酸洗成功的重要保障。高效、环境友好型锅炉酸洗缓蚀剂的开发是当前缓蚀剂研究的重点。本研究遵循绿色化学理念,以双咪唑啉季铵盐和2-巯基苯骈咪唑分别作为盐酸酸洗缓蚀剂和乙二胺四乙酸(EDTA)酸洗缓蚀剂的主体药剂,通过正交试验筛选出了两种火力发电厂锅炉酸洗环境友好型酸洗缓蚀剂:盐酸酸洗缓蚀剂CL-1和EDTA酸洗缓蚀剂CL-2。CL-1在温度为52℃±1℃,静态挂片4小时、盐酸浓度为6%(质量百分数)的介质中,最佳复配组成为0.05%(双咪唑啉季铵盐)+0.006%(EVCNa)+0.008%(丙酮肟)+0.01%(新洁尔灭)+0.02%(EDTA二钠盐),静态腐蚀速率为0.32g·m-2·h-1,缓蚀效率达到98.39%。CL-2在温度为92℃±1℃、静态挂片4小时、EDTA浓度为8%(质量百分数)的EDTA二钠盐介质中,其最佳复配组成为0.01%(MBI)+0.05%(双咪唑啉季铵盐)+0.005%(丙酮肟)+0.08%(溴化十六烷基吡啶)+0.5mL/L(无水乙醇),静态腐蚀速率为0.33g·m-2·h-1,缓蚀效率为98.79%。采用失重法研究了CL-1和CL-2的缓蚀性能,讨论了酸洗介质浓度、缓蚀剂浓度、温度、Fe3+对缓蚀性能的影响,研究表明:两种缓蚀剂在低浓度、高温、高浓度酸洗介质中具有良好的缓蚀性能,对Fe3+具有良好抗腐蚀性,在1500 mg/L时没有出现点腐蚀现象。Tafel极化曲线法表明:在电化学反应过程中,CL-1缓蚀剂和CL-2缓蚀剂均为混合型缓蚀剂。交流阻抗谱法(EIS)表明CL-1和CL-2阻抗谱出现“退化”现象,只表现出一个高频容抗弧;与空白溶液对比,容抗弧的形状几乎一致。两种缓蚀剂都是吸附型缓蚀剂,且为电荷传递控制。在缓蚀效率方面,电化学实验结果与失重法实验结论基本一致。缓蚀剂处理后试样的扫描电镜图表明,缓蚀剂的试片表面形成了一层比较均匀、致密的缓蚀膜。对失重法和电化学法所得缓蚀效率进行分析得到(?),说明两种缓蚀的吸附符合Langmuir吸附等温式,缓蚀剂CL-1和CL-2在试片表面表现为几何覆盖效应。

全文目录


摘要  5-7
ABSTRACT  7-12
第一章 绪论  12-26
  1.1 研究目的及意义  12-13
  1.2 缓蚀剂概述  13-21
    1.2.1 缓蚀剂定义  13
    1.2.2 缓蚀剂分类  13-16
    1.2.3 缓蚀剂的协同效应  16-18
    1.2.4 锅炉常用的酸洗缓蚀剂及性能评价方法  18-21
  1.3 国内外研究历史及现状  21-24
    1.3.1 国外缓蚀剂的历史发展  21-23
    1.3.2 国内缓蚀剂的历史发展  23-24
    1.3.3 当前缓蚀剂的发展现状  24
  1.4 主要研究内容  24-26
第二章 复合缓蚀剂的研制  26-42
  2.1 实验材料、仪器及药品  26
    2.1.1 实验用材料  26
    2.1.2 实验所用主要仪器  26
    2.1.3 试验用主要药品  26
  2.2 实验方法  26-28
    2.2.1 A20 钢试片的处理  27
    2.2.2 失重法实验  27-28
  2.3 盐酸复合缓蚀剂的研制  28-29
    2.3.1 单体药剂在盐酸介质中对A20 钢腐蚀行为影响  28-29
    2.3.2 正交实验法确定盐酸酸洗复合缓蚀剂配方  29
  2.4 EDTA 复配缓蚀剂的研制  29-31
    2.4.1 主要单体药剂在EDTA 介质中对A20 钢腐蚀行为影响  30
    2.4.2 正交实验筛选EDTA 酸洗复配缓蚀剂  30-31
  2.5 实验结果与讨论  31-39
    2.5.1 盐酸复配缓蚀剂研制结果讨论  31-35
    2.5.2 EDTA 复配缓蚀剂研制结果讨论  35-39
  2.6 小结  39-42
第三章 失重法评价两种复配缓蚀剂的腐蚀行为  42-56
  3.1 盐酸复配缓蚀剂CL-1 的腐蚀行为研究  42-48
    3.1.1 酸洗介质浓度对A20 钢腐蚀行为影响  42-43
    3.1.2 酸洗缓蚀剂浓度对A20 钢腐蚀行为影响  43-44
    3.1.3 酸洗温度对A20 钢腐蚀行为影响  44-46
    3.1.4 酸洗液中Fe~(3+)浓度对A20 钢腐蚀行为影响  46-48
  3.2 EDTA 复配缓蚀剂CL-2 的腐蚀行为研究  48-54
    3.2.1 酸洗介质浓度对A20 钢腐蚀行为影响  48-49
    3.2.2 酸洗缓蚀剂浓度对A20 钢腐蚀行为影响  49-50
    3.2.3 酸洗温度对A20 钢腐蚀行为影响  50-52
    3.2.4 酸洗液中Fe~(3+)浓度对A20 钢腐蚀行为影响  52-54
  3.3 小结  54-56
第四章 复配缓蚀剂的电化学性能分析  56-78
  4.1 实验方法  56-57
    4.1.1 电极的制备  56-57
    4.1.2 实验主要仪器  57
    4.1.3 测试方法  57
  4.2 动电位Tafel极化曲线法分析  57-67
    4.2.1 CL-1 缓蚀剂Tafel极化曲线研究  59-63
    4.2.2 CL-2 缓蚀剂Tafel极化曲线研究  63-67
  4.3 电化学交流阻抗法（EIS）分析  67-76
    4.3.1 CL-1 缓蚀剂交流阻抗谱（EIS）研究  68-72
    4.3.2 CL-2 缓蚀剂交流阻抗谱（EIS）研究  72-76
  4.4 小结  76-78
第五章 材料表面的电镜分析及缓蚀剂吸附特性分析  78-84
  5.1 材料表面电镜分析  78-79
    5.1.1 试样制备  78
    5.1.2 测试及分析  78-79
  5.2 缓蚀剂吸附特性分析  79-81
  5.3 小结  81-84
结论  84-86
参考文献  86-92
致谢  92-93
附录（作者在攻读硕士学位期间发表的学术论文）  93

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中图分类: > 工业技术 > 金属学与金属工艺 > 金属学与热处理 > 金属腐蚀与保护、金属表面处理 > 腐蚀的控制与防护 > 金属表面防护技术 > 金属防腐剂、缓蚀剂
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