【摘要】：銅是一種具有良好導(dǎo)電、導(dǎo)熱、機(jī)械可塑性能的金屬,廣泛用于工業(yè)生產(chǎn)中,例如電線、薄板、管子等。一般情況下,銅具有一定良好的耐腐蝕性,但在含氧的水、含有CN~-、Cl~-、NO_3~-的溶液中易形成配位離子從而受到腐蝕。金屬銅的腐蝕會給生產(chǎn)應(yīng)用帶來巨大的經(jīng)濟(jì)損失,因此,金屬銅的緩蝕防護(hù)獲得了許多研究人員的注意。目前為止有很多有關(guān)銅的緩蝕研究,其中在金屬銅表面修飾銅緩蝕劑是一種十分經(jīng)濟(jì)有效的方法。本文主要采用單一緩蝕劑膜、具有自修復(fù)性的植酸微膠囊緩蝕膜以及具有自修復(fù)性的同軸靜電紡絲膜分別對金屬銅進(jìn)行緩蝕研究對比。表面增強(qiáng)拉曼散射(Surface Enhanced Raman Scattering,SERS)光譜能夠提供豐富的分子振動(dòng)信息,對緩蝕過程和機(jī)理的闡明具有十分重要的意義。本文利用拉曼光譜、電化學(xué)交流阻抗譜(Electrochemical Impedance spectroscopy,EIS)、電化學(xué)極化曲線(Electrochemical electrochemical polarization curve)等技術(shù)探討了緩蝕劑分子在金屬表面的吸附行為和緩蝕性能的關(guān)系,并運(yùn)用相關(guān)的計(jì)算公式計(jì)算出緩蝕效率并對緩蝕機(jī)理進(jìn)行探討。1.4,5-二氨基-2-硫脲嘧啶(簡稱MPD)是一種醫(yī)藥中間體,具有穩(wěn)定的生物活性,近年來多應(yīng)用于醫(yī)學(xué)與生物等領(lǐng)域。4,5-二氨基-2-硫脲嘧啶分子含有-S-H和-N-H官能團(tuán),它們可作為吸附中心,能夠較好地與金屬離子結(jié)合,因此,4,5-二氨基-2-硫脲嘧啶是潛在的緩蝕劑。本實(shí)驗(yàn)采用4,5-二氨基-2-硫脲嘧啶作為金屬銅緩蝕劑分子,研究了在不同組裝時(shí)間以及不同濃度的4,5-二氨基-2-硫脲嘧啶溶液等條件下,該分子對銅緩蝕性能的影響。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明,當(dāng)組裝濃度為5×10~(-4)M,組裝時(shí)間為8 h時(shí),緩蝕效率最好,達(dá)到98.1%。2.單一緩蝕劑修飾金屬銅表面所獲得的緩蝕效果較好,但表面一旦被破壞,金屬暴露于腐蝕介質(zhì)中仍會被嚴(yán)重腐蝕,因此,具有自修復(fù)性能的緩蝕薄膜是一種更好的防腐方法。4-甲基-4H-3-巰基-1,2,4-三氮唑(簡稱4-MTTL)現(xiàn)常用于藥物與殺蟲劑等,三唑型緩蝕劑分子的雜環(huán)上有三個(gè)N原子,其孤對電子和雜環(huán)的π電子會與金屬的d空軌道形成多吸附的化學(xué)鍵,吸附更穩(wěn)定,在結(jié)構(gòu)上具備作為緩蝕劑的優(yōu)勢。植酸(簡稱PA)是一種環(huán)境友好型的化學(xué)添加劑,廣泛地存在于豆類、水稻等植物中。植酸分子含有六個(gè)磷酸酯鍵,易與Cu~(2+)金屬離子結(jié)合。本實(shí)驗(yàn)基于植酸在加熱條件下能夠生成植酸膠束的原理,將緩蝕劑4-甲基-4H-3-巰基-1,2,4-三氮唑包覆在其中,形成具有自修復(fù)性能的植酸微膠囊,并對此進(jìn)行緩蝕性能的研究。本實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)此自修復(fù)微膠囊薄膜在PA溶液為10~-22 M時(shí)與4-MTTL溶液濃度比為1:10時(shí),組裝時(shí)間為5 h時(shí),緩蝕效率最好,達(dá)到94.5%。同時(shí)開路電位法(Open Circuit Potential,OCP)和I-E曲線證明此薄膜是具有自修復(fù)功能的。3.具有自修復(fù)性的微膠囊在金屬表面形成緩蝕薄膜的效果較好,但其缺點(diǎn)是組裝時(shí)間較長。為能夠縮短組裝時(shí)間使應(yīng)用更便捷,本章實(shí)驗(yàn)用同軸靜電紡絲的方法制備具有自修復(fù)性能的電紡絲薄膜來對金屬銅的緩蝕進(jìn)行研究。聚乙烯吡咯烷酮(簡稱PVP)是一種具有優(yōu)良的溶解性及生理相容性的高分子化合物,具有成膜性、粘結(jié)性,可發(fā)生凝聚作用,廣泛應(yīng)用于醫(yī)藥、食品、化妝品等與人們健康密切相關(guān)的領(lǐng)域中。聚甲基丙烯酸甲酯(簡稱PMMA)是無毒環(huán)保的材料,可用于生產(chǎn)餐具與衛(wèi)生潔具等,具有良好的化學(xué)穩(wěn)定性,對酸、堿、鹽有較強(qiáng)的耐腐蝕性能和耐候性。實(shí)驗(yàn)結(jié)果表明制得的同軸靜電紡絲薄膜具有疏水性,甚至置于強(qiáng)酸強(qiáng)堿時(shí)都具有疏水性(接觸角都大于110°),并且通過電化學(xué)研究,緩蝕效率可以達(dá)到94.1%。
【學(xué)位授予單位】：上海師范大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.4

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本文編號：2761366