TiO2防銹劑的制備及應(yīng)用研究.pdf

1、材料的腐蝕造成了自然資源的巨大浪費(fèi)甚至導(dǎo)致災(zāi)難性事故的發(fā)生。防止金屬和非金屬材料及其制品的腐蝕在工業(yè)上具有重要的意義。目前工業(yè)用高效緩蝕劑大多是有機(jī)化合物，他們通過分子中含有的氮，硫原子或者多重鍵在金屬表面發(fā)生吸附，如果緩蝕劑濃度過高，在保護(hù)基體的同時，會使涂層兩側(cè)的滲透壓發(fā)生變化(特別是含有鉬酸鹽，鉻酸鹽和硼酸鹽的緩蝕劑)。涂層內(nèi)側(cè)具有較高的滲透壓，從而破壞兩側(cè)的穩(wěn)定性，使水分子通過涂層，使基體腐蝕生銹。因此，研制一種新的能夠長期、有

2、效對基體進(jìn)行保護(hù)的緩蝕劑成為人們研究的熱點(diǎn)。納米TiO2粒子具有獨(dú)特的物理化學(xué)性能，廣泛應(yīng)用于涂料、傳感器、介電材料、催化劑及其載體領(lǐng)域。TiO2作為重要的過渡金屬氧化物材料，其防銹性能也得到人們的關(guān)注。目前有關(guān)納米TiO2防銹方面應(yīng)用，主要是作為金屬表面沉積膜。
　　 本論文利用有機(jī)羧酸通過溶膠-凝膠法對納米二氧化鈦進(jìn)行表面修飾，制得表面修飾的納米二氧化鈦，使其在基礎(chǔ)油中具有優(yōu)良的分散性。并通過IR，TEM，TG-DTA、XP

3、S、XRD等現(xiàn)代測試方法對其物理和化學(xué)性質(zhì)進(jìn)行表征，進(jìn)一步證明有機(jī)羧酸和納米二氧化鈦以雙齒螯合形式成鍵，納米粒子直徑小于100nm。
　　 脂肪酸修飾納米TiO2作為緩蝕劑分散在基礎(chǔ)油中。相對于基礎(chǔ)油樣品，測得樣品的極化曲線數(shù)據(jù)中，腐蝕電流密度明顯減小。添加油酸修飾TiO2(5wt％)的樣品緩蝕效率超過90％，防護(hù)時間出現(xiàn)明顯的增長。論文通過電化學(xué)阻抗和掃描電鏡技術(shù)聯(lián)合使用，研究45＃碳鋼緩蝕機(jī)理，Nyquist圖和Bode圖的

4、特征表明，添加納米TiO2后，腐蝕過程發(fā)生明顯變化，表現(xiàn)出明顯的自修復(fù)性能。
　　 表面覆蓋添加納米TiO2的基礎(chǔ)油樣品的45＃鋼，在0.5wt％的NaCl溶液中的緩釋過程可分為四個階段：點(diǎn)蝕誘導(dǎo)期、點(diǎn)蝕發(fā)展期、沉積層自修復(fù)期和腐蝕加劇期。在點(diǎn)蝕誘導(dǎo)期，阻抗復(fù)平面圖上可以觀察到明顯的感抗特征或?qū)嵅渴湛s現(xiàn)象。隨著穩(wěn)定點(diǎn)蝕的形成，進(jìn)入點(diǎn)蝕發(fā)展期；在EIS復(fù)平面圖上呈現(xiàn)兩個時間常數(shù)，體系的阻抗進(jìn)一步減小。在沉積層自修復(fù)期，復(fù)平面圖上具