專利名稱：一種在HSn70－1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法
技術領域：
本發明涉及一種對金屬表面進行防腐蝕處理的方法，更具體地說是涉及一種對HSn70-1黃銅進行表面處理形成單分子阻蝕膜的方法。
背景技術：
金屬腐蝕是金屬在環境中腐蝕介質發生作用下成為氧化狀態的熱力學自發過程。據報道，每年由于金屬腐蝕而造成的經濟損失占國民生產總值的1.5～2.4％。為了應對金屬腐蝕加劇，人們對緩蝕劑使用越來越多，但是目前應用的緩蝕劑大多數并不是綠色環保的緩蝕劑，或多或少會對環境產生一定的危害。為了減緩金屬腐蝕或防止金屬腐蝕，采用涂層保護的方法是防腐蝕方法中應用最廣泛也是最有效的措施。將特定的緩蝕劑，如緩蝕劑分子自組裝在金屬表面上形成致密、有序的單分子膜可以阻擋環境介質對基底金屬的侵蝕，保護基底金屬免遭腐蝕。3-氨基-1，2，4-三氮唑(ATA)是一種用途廣泛的有機合成中間體，也是用于人體蛋白質中色氨酸含量的特種生化試劑，由于其光敏性以及生物活性而被廣泛用于抗菌素類藥物，三唑類偶氨染料，感光材料，內吸性殺菌劑以及植物生長調節劑的合成與制備，但由于它具有很強的螯合性，可形成鰲合物附著在金屬容器表面阻止金屬腐蝕，無磷無毒，可嘗試用做金屬防腐蝕用緩蝕劑。3-氨基-1，2，4-三氮唑(ATA)對HSn70-1黃銅的緩蝕作用以及用來形成自組裝單分子阻蝕膜等方面的研究報道國內外尚不多見。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是提供一種以ATA為主要活性成分在HSn70-1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，本發明具有ATA用量低，緩蝕阻垢能力強的突出優點，對環境無污染。
一種在HSn70-1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，包括下列步驟a.將HSn70-1黃銅先經0#～6#逐級打磨拋光、無水乙醇除油、去離子水洗凈后，備用；b.將ATA配制成濃度為1×10-3mol/L的緩蝕劑溶液；c.將上述處理過的HSn70-1黃銅浸漬于上述配制成的ATA緩蝕劑溶液中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時間為0.5～2小時，最終在HSn70-1黃銅表面形成ATA自組裝單分子阻蝕膜。
步驟c中HSn70-1黃銅在ATA緩蝕劑溶液中的浸漬時間為1小時。
發明的有益效果，本發明采用的ATA的緩蝕劑是一種綠色、環保緩蝕劑，對環境無危害，本發明將上述緩蝕劑通過形成自組裝單分子阻蝕膜(SAMs)的方式在HSn70-1黃銅表面成膜，減緩黃銅腐蝕發生，具有很好的緩蝕效果。電化學數據表明，HSn70-1黃銅在ATA自組裝溶液中成膜1h的腐蝕電流大大降低，僅為1.096μA·cm-2，緩蝕效率約96.69％，本發明對3％NaCl溶液中的HSn70-1黃銅具有明顯的緩蝕效果。
圖1是HSn70-1黃銅電極在10-3mol/L的ATA自組裝液中組裝的時間電位曲線圖；圖2是組裝不同時間ATA SAMs的HSn70-1黃銅電極分別浸入3％NaCl溶液中的交流阻抗圖(Nyquist圖)；圖3是組裝不同時間ATA SAMs的HSn70-1黃銅電極分別浸入3％NaCl溶液中極化曲線圖。
具體實施例方式
下面通過實施例和附圖對本發明進一步詳細描述，一種在HSn70-1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，包括下列步驟a.將HSn70-1黃銅先經0#～6#逐級打磨拋光、無水乙醇除油、去離子水洗凈后，備用；b.將ATA配制成濃度為1×10-3mol/L的緩蝕劑溶液；c.將上述處理過的HSn70-1黃銅浸漬于上述配制成的ATA緩蝕劑溶液中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時間為0.5～2小時，最終在HSn70-1黃銅表面形成ATA自組裝單分子阻蝕膜。步驟c中HSn70-1黃銅在ATA緩蝕劑溶液中的浸漬時間為1小時。
實施例一、溶液配制ATA C2H4N4，白色或淡黃色粉末，易溶于水，無毒。
實施體系3％NaCl溶液實驗中所用器皿都要用去離子水洗滌。所有溶液的配制均用去離子水。
二、HSn70-1黃銅電極電極選用HSn70-1黃銅材料進行試驗。HSn70-1黃銅電極非工作面用環氧樹脂密封制成。電極面積為0.35cm-2，進行測量前HSn70-1黃銅電極用0#-6#金相砂紙逐級打磨拋光，去離子水清洗，然后用無水乙醇進行除油，最后用去離子水沖洗干凈后放入電解池。
三、實驗測試儀器交流阻抗和極化曲線的測定儀器為CHI660B電化學工作站，交流阻抗的測試頻率范圍在50mHz-100kHz，激勵信號峰值為5mV，極化曲線法的電位范圍為0.5V～0.15V(vs SCE)，掃描速率為1mV/s。
實驗中采用三電極體系，HSn70-1黃銅電極為工作電極；鉑電極作為輔助電極；參比電極為飽和甘汞電極。交流阻抗和極化曲線的測量均是在HSn70-1黃銅電極組裝不同時間的ATA SAMs后浸入3％NaCl溶液中0.5h后在開路電位下進行的。
四、實驗結果分析圖1為HSn70-1黃銅電極在10-3mol/L的ATA溶液中自組裝過程的時間-電位曲線，由圖可知，當電極浸入ATA溶液中自組裝過程初期，電位急劇升高，這可能是由于ATA分子在電極表面形成了SAMs，使得電位升高，500s后電位變化緩和，1000s后電位升高近100mV，基本穩定在-95mV左右，說明ATA分子易在黃銅表面形成穩定的ATA SAMs.圖2是組裝不同時間ATA SAMs的HSn70-1黃銅電極分別浸入3％NaC l溶液中的交流阻抗圖(Nyquist圖)(1--blank 2--0.5h 3--1h 4--2h)。當溶液中存在緩蝕劑時，緩蝕劑與金屬作用生成一種保護膜，體現出良好的緩蝕效果。對應的交流阻抗測試結果為阻抗譜圖1(Nyquist圖)，該阻抗譜均顯示一個弧形，弧形至Z軸上的弦長對應于電極的膜電阻Rf，Rf越大緩蝕劑的緩蝕效果越好。從圖2中可看出，隨著時間從0小時增加上1小時，對應的阻抗譜圖弦長增加，Rf越大，緩蝕效果越好，但組裝時間超過1小時后，阻抗譜圖呈下降趨勢。因此組裝時間為1小時，緩蝕效果最好。圖3是組裝不同時間ATA SAMs的HSn70-1黃銅電極分別浸入3％NaCl溶液中極化曲線圖(1--blank 2--0.5h3--1h 4--2h)，其相關的電化學數據列于表1(其中η＝(Icorr-I’corr)/Icorr，Icorr、I’corr各表示溶液中未組裝和組裝ATA SAMs電極的腐蝕電流密度)。
表1組裝不同時間黃銅電極在3％NaCl中的Ecocr、Icoor和緩蝕率η
從表1可知3％NaCl溶液空白試驗時HSn70-1黃銅電極的腐蝕電流是33.11μA·cm-2，組裝ATA SAMs 0.5h后腐蝕電流降低，為5.754μA·cm-2，組裝ATA SAMs 1h后腐蝕電流進一步降低，僅為1.096μA·cm-2，緩蝕率為96.69％，組裝ATA SAMs 2h后腐蝕電流有所升高，說明ATA對3％NaCl溶液中的HSn70-1黃銅具有明顯的緩蝕效果。這個結果符合交流阻抗法得出的結論。另從極化曲線圖中也可看出ATA緩蝕劑使HSn70-1黃銅電極的腐蝕電位正移，極化曲線發生明顯正移，說明復配緩蝕劑是陽極型緩蝕劑。從以上電化學數據表明ATA對于金屬的腐蝕有很好的緩蝕作用，是一種高效的環境友好型緩蝕劑，用量低，具有較高的生產價值和廣闊的市場前景。
以上所述內容僅為本發明構思下的基本說明，而依據本發明的技術方案所作的任何等效變換，均應屬于本發明的保護范圍。
權利要求
1.一種在HSn70-1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，包括下列步驟a.將HSn70-1黃銅先經0#～6#逐級打磨拋光、無水乙醇除油、去離子水洗凈后，備用；b.將ATA配制成濃度為1×10-3mol/L的緩蝕劑溶液；c.將上述處理過的HSn70-1黃銅浸漬于上述配制成的ATA緩蝕劑溶液中，浸漬溫度為20～30℃，浸漬時間為0.5～2小時，最終在HSn70-1黃銅表面形成ATA自組裝單分子阻蝕膜。
2.根據權利要求1所述一種在HSn70-1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，其特征是步驟c中HSn70-1黃銅在ATA緩蝕劑溶液中的浸漬時間為1小時。
全文摘要
本發明公開了一種在HSn70－1黃銅表面形成自組裝單分子阻蝕膜的方法，包括下列步驟a.將HSn70－1黃銅先經0#～6#逐級打磨拋光、無水乙醇除油、去離子水洗凈后，備用；b.將ATA配制成濃度為1×10
文檔編號C23F11/00GK101092698SQ200710044078
公開日2007年12月26日 申請日期2007年7月20日 優先權日2007年7月20日
發明者徐群杰, 萬宗躍, 黃詩俊 申請人:上海電力學院