专利名称：一种在HSn70－1黄铜表面形成自组装单分子阻蚀膜的方法
技术领域：
本发明涉及一种对金属表面进行防腐蚀处理的方法，更具体地说是涉及一种对HSn70-1黄铜进行表面处理形成单分子阻蚀膜的方法。
背景技术：
金属腐蚀是金属在环境中腐蚀介质发生作用下成为氧化状态的热力学自发过程。据报道，每年由于金属腐蚀而造成的经济损失占国民生产总值的1.5～2.4％。为了应对金属腐蚀加剧，人们对缓蚀剂使用越来越多，但是目前应用的缓蚀剂大多数并不是绿色环保的缓蚀剂，或多或少会对环境产生一定的危害。为了减缓金属腐蚀或防止金属腐蚀，采用涂层保护的方法是防腐蚀方法中应用最广泛也是最有效的措施。将特定的缓蚀剂，如缓蚀剂分子自组装在金属表面上形成致密、有序的单分子膜可以阻挡环境介质对基底金属的侵蚀，保护基底金属免遭腐蚀。3-氨基-1，2，4-三氮唑(ATA)是一种用途广泛的有机合成中间体，也是用于人体蛋白质中色氨酸含量的特种生化试剂，由于其光敏性以及生物活性而被广泛用于抗菌素类药物，三唑类偶氨染料，感光材料，内吸性杀菌剂以及植物生长调节剂的合成与制备，但由于它具有很强的螯合性，可形成鳌合物附着在金属容器表面阻止金属腐蚀，无磷无毒，可尝试用做金属防腐蚀用缓蚀剂。3-氨基-1，2，4-三氮唑(ATA)对HSn70-1黄铜的缓蚀作用以及用来形成自组装单分子阻蚀膜等方面的研究报道国内外尚不多见。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种以ATA为主要活性成分在HSn70-1黄铜表面形成自组装单分子阻蚀膜的方法，本发明具有ATA用量低，缓蚀阻垢能力强的突出优点，对环境无污染。
一种在HSn70-1黄铜表面形成自组装单分子阻蚀膜的方法，包括下列步骤a.将HSn70-1黄铜先经0#～6#逐级打磨抛光、无水乙醇除油、去离子水洗净后，备用；b.将ATA配制成浓度为1×10-3mol/L的缓蚀剂溶液；c.将上述处理过的HSn70-1黄铜浸渍于上述配制成的ATA缓蚀剂溶液中，浸渍温度为20～30℃，浸渍时间为0.5～2小时，最终在HSn70-1黄铜表面形成ATA自组装单分子阻蚀膜。
步骤c中HSn70-1黄铜在ATA缓蚀剂溶液中的浸渍时间为1小时。
发明的有益效果，本发明采用的ATA的缓蚀剂是一种绿色、环保缓蚀剂，对环境无危害，本发明将上述缓蚀剂通过形成自组装单分子阻蚀膜(SAMs)的方式在HSn70-1黄铜表面成膜，减缓黄铜腐蚀发生，具有很好的缓蚀效果。电化学数据表明，HSn70-1黄铜在ATA自组装溶液中成膜1h的腐蚀电流大大降低，仅为1.096μA·cm-2，缓蚀效率约96.69％，本发明对3％NaCl溶液中的HSn70-1黄铜具有明显的缓蚀效果。
图1是HSn70-1黄铜电极在10-3mol/L的ATA自组装液中组装的时间电位曲线图；图2是组装不同时间ATA SAMs的HSn70-1黄铜电极分别浸入3％NaCl溶液中的交流阻抗图(Nyquist图)；图3是组装不同时间ATA SAMs的HSn70-1黄铜电极分别浸入3％NaCl溶液中极化曲线图。
具体实施例方式
下面通过实施例和附图对本发明进一步详细描述，一种在HSn70-1黄铜表面形成自组装单分子阻蚀膜的方法，包括下列步骤a.将HSn70-1黄铜先经0#～6#逐级打磨抛光、无水乙醇除油、去离子水洗净后，备用；b.将ATA配制成浓度为1×10-3mol/L的缓蚀剂溶液；c.将上述处理过的HSn70-1黄铜浸渍于上述配制成的ATA缓蚀剂溶液中，浸渍温度为20～30℃，浸渍时间为0.5～2小时，最终在HSn70-1黄铜表面形成ATA自组装单分子阻蚀膜。步骤c中HSn70-1黄铜在ATA缓蚀剂溶液中的浸渍时间为1小时。
实施例一、溶液配制ATA C2H4N4，白色或淡黄色粉末，易溶于水，无毒。
实施体系3％NaCl溶液实验中所用器皿都要用去离子水洗涤。所有溶液的配制均用去离子水。
二、HSn70-1黄铜电极电极选用HSn70-1黄铜材料进行试验。HSn70-1黄铜电极非工作面用环氧树脂密封制成。电极面积为0.35cm-2，进行测量前HSn70-1黄铜电极用0#-6#金相砂纸逐级打磨抛光，去离子水清洗，然后用无水乙醇进行除油，最后用去离子水冲洗干净后放入电解池。
三、实验测试仪器交流阻抗和极化曲线的测定仪器为CHI660B电化学工作站，交流阻抗的测试频率范围在50mHz-100kHz，激励信号峰值为5mV，极化曲线法的电位范围为0.5V～0.15V(vs SCE)，扫描速率为1mV/s。
实验中采用三电极体系，HSn70-1黄铜电极为工作电极；铂电极作为辅助电极；参比电极为饱和甘汞电极。交流阻抗和极化曲线的测量均是在HSn70-1黄铜电极组装不同时间的ATA SAMs后浸入3％NaCl溶液中0.5h后在开路电位下进行的。
四、实验结果分析图1为HSn70-1黄铜电极在10-3mol/L的ATA溶液中自组装过程的时间-电位曲线，由图可知，当电极浸入ATA溶液中自组装过程初期，电位急剧升高，这可能是由于ATA分子在电极表面形成了SAMs，使得电位升高，500s后电位变化缓和，1000s后电位升高近100mV，基本稳定在-95mV左右，说明ATA分子易在黄铜表面形成稳定的ATA SAMs.图2是组装不同时间ATA SAMs的HSn70-1黄铜电极分别浸入3％NaC l溶液中的交流阻抗图(Nyquist图)(1--blank 2--0.5h 3--1h 4--2h)。当溶液中存在缓蚀剂时，缓蚀剂与金属作用生成一种保护膜，体现出良好的缓蚀效果。对应的交流阻抗测试结果为阻抗谱图1(Nyquist图)，该阻抗谱均显示一个弧形，弧形至Z轴上的弦长对应于电极的膜电阻Rf，Rf越大缓蚀剂的缓蚀效果越好。从图2中可看出，随着时间从0小时增加上1小时，对应的阻抗谱图弦长增加，Rf越大，缓蚀效果越好，但组装时间超过1小时后，阻抗谱图呈下降趋势。因此组装时间为1小时，缓蚀效果最好。图3是组装不同时间ATA SAMs的HSn70-1黄铜电极分别浸入3％NaCl溶液中极化曲线图(1--blank 2--0.5h3--1h 4--2h)，其相关的电化学数据列于表1(其中η＝(Icorr-I’corr)/Icorr，Icorr、I’corr各表示溶液中未组装和组装ATA SAMs电极的腐蚀电流密度)。
表1组装不同时间黄铜电极在3％NaCl中的Ecocr、Icoor和缓蚀率η
从表1可知3％NaCl溶液空白试验时HSn70-1黄铜电极的腐蚀电流是33.11μA·cm-2，组装ATA SAMs 0.5h后腐蚀电流降低，为5.754μA·cm-2，组装ATA SAMs 1h后腐蚀电流进一步降低，仅为1.096μA·cm-2，缓蚀率为96.69％，组装ATA SAMs 2h后腐蚀电流有所升高，说明ATA对3％NaCl溶液中的HSn70-1黄铜具有明显的缓蚀效果。这个结果符合交流阻抗法得出的结论。另从极化曲线图中也可看出ATA缓蚀剂使HSn70-1黄铜电极的腐蚀电位正移，极化曲线发生明显正移，说明复配缓蚀剂是阳极型缓蚀剂。从以上电化学数据表明ATA对于金属的腐蚀有很好的缓蚀作用，是一种高效的环境友好型缓蚀剂，用量低，具有较高的生产价值和广阔的市场前景。
以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.一种在HSn70-1黄铜表面形成自组装单分子阻蚀膜的方法，包括下列步骤a.将HSn70-1黄铜先经0#～6#逐级打磨抛光、无水乙醇除油、去离子水洗净后，备用；b.将ATA配制成浓度为1×10-3mol/L的缓蚀剂溶液；c.将上述处理过的HSn70-1黄铜浸渍于上述配制成的ATA缓蚀剂溶液中，浸渍温度为20～30℃，浸渍时间为0.5～2小时，最终在HSn70-1黄铜表面形成ATA自组装单分子阻蚀膜。
2.根据权利要求1所述一种在HSn70-1黄铜表面形成自组装单分子阻蚀膜的方法，其特征是步骤c中HSn70-1黄铜在ATA缓蚀剂溶液中的浸渍时间为1小时。
全文摘要
本发明公开了一种在HSn70－1黄铜表面形成自组装单分子阻蚀膜的方法，包括下列步骤a.将HSn70－1黄铜先经0#～6#逐级打磨抛光、无水乙醇除油、去离子水洗净后，备用；b.将ATA配制成浓度为1×10
文档编号C23F11/00GK101092698SQ200710044078
公开日2007年12月26日 申请日期2007年7月20日 优先权日2007年7月20日
发明者徐群杰, 万宗跃, 黄诗俊 申请人:上海电力学院