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缓蚀剂在金属表面的吸附

发布时间:2014-03-06 15:07

缓蚀剂只有在金属的表面产生吸附才能阻滞金属的腐蚀。好的缓蚀剂要有一定的吸附覆盖度、足够高的吸附稳定、快的吸附速度和较高的吸附选择性。在金属表面产生吸附的缓蚀剂,主要是具有极性基因的有机缓蚀剂。 无论是物理吸附,还是化学吸附,缓蚀剂在金属表面的吸附过程总是伴随着体系自由能的降低。如非极性基团在水中迁移时对水分子簇的破坏,金属表面键力与缓蚀剂极性基团的作用,吸附在金属表面的缓蚀剂分子间的相互作用,缓蚀剂分子对金属表面已经吸附的水分子的取代等。 因静电或范德华力而引起的吸附称为物理吸附,其特点是吸附的作用力小,吸附热也小,对各种金属几乎无选择性。特性吸附的阴离子对阳离子缓蚀剂在金属表面的吸附有较大影响。如四丁基铵阳离子缓蚀剂,由于I离子、HS离子先在金属表面吸附,而使金属表面带负电,有利于阳离子的吸附,可使缓蚀效果提高。在酸洗溶液中,缓蚀剂的碱性越强,阳离子越稳定,物理吸附越好,缓蚀率就越高。 缓蚀剂的碱性还要表现在其中心原子具有容易与H离子结合的弧对电子,不因水化作用而脱附。S、O、N、P有弧对电子,当它们与几个氧原子结合成酸根时,就没有这种性能了。但实际使用时也要注意缓蚀剂的个性,如在酸性溶液中具有很好缓蚀性能的胺类物质,当使用浓度过低时,有可能促进金属的腐蚀。 普遍认为铁、镍等过度金属原子具有未占据的空d轨道,易于接受电子。大部分有机缓蚀剂中还有S、O、N、P等为中心原子的极性基团,具有一定的供电子能力,两者可以形成配位键而发生化学吸附。这种缓蚀剂称为供电子型缓蚀剂或电子给予体缓蚀剂。化学吸附的作用力大,吸附热高,受温度影响大,对金属的吸附有选择性。但吸附速度较缓慢,在同温度下,吸附具有不可逆性,即一经吸附就难以脱附。缓蚀剂中心原子上的电子云密度越大,提供电子的能力也越强,越容易对金属进行化学吸附。 相关链接
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