碱性条件下铝缓蚀剂的开发研究(2)

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3.2.1 亚硝酸钠 12

3.2.2 硫脲 13

3.2.3 硅酸钠 14

3.2.4 苯并三氮唑 15

3.2.5 复合缓蚀剂腐蚀实验 17

4 结论 17

5 展望 18

致谢 20

参考文献 21

1 绪论

铝元素在地壳中的含量仅次于氧和硅，居第三位，是地壳中含量最丰富的金属元素。金属铝具有密度小，外观美，导热导电性好，耐腐蚀，腐蚀产物(氧化物)无色无毒，不污染环境等一系列优良性能，故铝和铝合金的设备和制件在国民经济各部门各领域都有广泛得应用，特别是在化学工业与石化工业，用于制作空冷器，换热器，贮槽，槽车及配管等。

在金属制品工业应用中，需要大量的冷却水作为冷却介质来冷却产品和设备。空调系统冷却水为其中之一。这些冷却水用量约占工业用水量的70%[1]。冷却水在不断地冷却循环过程中，由于水温过高，水流速度的变化，使得水中的Ca2+、Mg2+、HCO3-、CO32-等离子浓度不断增加，造成管壁结垢。工业中常常会用碱性溶液对其进行腐蚀产物的去除、清洗、化学以及电化学刻蚀等。鉴于金属铝在介质中的腐蚀行为，通过向溶液中添加缓蚀剂，可起到有效减缓金属铝腐蚀的作用。国内外碱性条件下铝的缓蚀剂的研究很早就开始了[2]，并且也取得了一系列成果。但是由于铝表面上的氧化膜易被碱溶液溶解。所以，铝在碱性介质中的缓蚀剂筛选问题难度很大。

1.1 碱性条件下铝的腐蚀反应原理[3]

铝是一种活泼金属，在空气中极易形成一层致密的氧化膜。在碱性溶液中，铝的抗腐蚀性非常差。因为铝表面的氢氧化物覆盖膜容易被碱溶液溶解，氧化膜被破坏后，OH-能和铝进一步反应，生成阴性络离子，造成铝的腐蚀。随着碱液浓度的增加和反应温度的升高，铝的腐蚀速度也迅速增加。

离子反应方程式:

1.2 缓释剂

1.2.1 缓蚀剂的定义

金属腐蚀造成的经济损失约占国民经济总产值的3％～4.5％。为了减少损失，人们寻找各种方法来使金属的腐蚀率降低，加入缓蚀剂已经成为非常重要的防腐手段之一。

缓蚀剂是一种在腐蚀介质中添加少量就能阻止金属腐蚀或者减缓金属腐蚀，以起到保护金属目的的单质或者混合物[4]。加入微量或少量此类化学物质使得金属材料在该介质中的腐蚀速率明显降低或停止，同时不改变金属材料原来的物理及械性能[5]。

缓蚀剂的加入量一般来说比较少，对环境介质的基本性能影响不大。同时缓蚀剂的使用不需要改变金属制品设备的性质及外表也不需要特殊的附加设备。所以，使用缓蚀剂是一种具有高经济效益和强适应性的金属防护措施。

作为缓蚀剂的物质一般具有以下优点：1、很少量就能起到较好的缓蚀效果。因为在工业生产中缓蚀剂会随着介质流失，若用量过大，不仅会增加成本同时也会增加环境压力；2、化学稳定性强，不和生产中的原料、催化剂或产品发生反应，基本上不改变腐蚀环境；3、具有环境友好型性能。因为缓蚀剂最终要随介质排放，所以既不能使用高毒性的物质，也要尽量避免使用磷酸盐这类容易引发水体富营养化的产品；4、投加简易，基本不增加辅助设备，减少附加投资。对于用做冷却循环水的缓蚀剂还应具有强热稳定性并且能与阻垢剂和杀生剂配合使用等特点[6]。