【doc】氟硼酸体系中糠醛对铝的吸附及缓蚀作用

【doc】氟硼酸体系中糠醛对铝的吸附及缓蚀作用 氟硼酸体系中糠醛对铝的吸附及缓蚀作用 第26卷 2006侄 第4期 11月 高师理科学刊 JournalofScienceofTeachersCollegeandUniversity Vo1.26No-4 Nov,2006 文章编号:1007—9831(2006)04—0046—03 氟硼酸体系中糠醛对铝的吸附及缓蚀作用 韩成利 (齐齐哈尔大学化学与化学学院,黑龙江齐齐哈尔161006) 摘要:采用失质量法研究了糠醛对铝在氟硼酸体系中的吸附及缓蚀作用,并应用吸附理论和Sekine 处理实验数据.结果表明,糠醛对铝在氟硼酸介质中的腐蚀有良好的抑制作用,糠醛在铝表 面产生了吸附,且低浓度下吸附基本符合Langmuir等温式,缓蚀率随温度和浓度的增大而增大.根 据这些结果.讨论了吸附与缓蚀作用之间的关系. 关键词:缓蚀;糠醛;铝;氟硼酸;吸附 中图分类号:TG174,42文献标识码:A 铝具有外观美,质量轻,比强度高,易于成型,导热性能好等优点,广泛应用于制冷和换热设备.由 于工作介质中杂质的沉积,使设备表面常被积垢覆盖,严重影响换热效率,浪费大量能源,必须及时对设 备的积垢进行清洗….氢氟酸溶解能力强,速度快,形成的络合物稳定性很强,并且 具有溶解硅垢的特殊 性能'.但氢氟酸溶液中铝缓蚀剂的缓蚀效果不佳.根据前人研究,采用氟硼酸溶液缓蚀氢氟酸,可达到 相应的除垢效果.因此,研究铝在氟硼酸溶液体系中的缓蚀剂具有实际意义.但醛类化合物对铝在无机酸 介质中的吸附及缓蚀作用研究尚不多见.本文采用失质量法研究了5%氟硼酸溶液中糠醛对铝的缓蚀作用, 并用吸附理论和Sekine劈法处理实验结果,讨论了缓蚀与吸附之间的关系及糠醛在铝表面的吸附特性"'. 1实验方法 将2片30.0mm×20.0mm×0.2mm铝片(铝质量分数399.9%)打磨光滑,依次用无水乙醇,丙酮清 洗,干燥后精确称质量,分别悬于60mL含一定浓度糠醛的5%氟硼酸溶液中,一定温度下反应2h后取出 铝片,用蒸馏水反复清洗,再用丙酮脱水,烘干后精确称质量,求出2片铝片的平均失质量?.改变糠 醛的浓度,分别在25,30,35,40?下,重复上述实验,得到不同温度下不同糠醛浓度时铝片失质量.作 出不同温度下铝片失质量?与糠醛浓度c之间的?一c曲线,按Langmuir吸附理论进行相应的数据 处理. 2结果与讨论, 根据实验数据作出不同温度下铝片的失质量?和糠醛浓度 c之间的关系曲线(见图1). 由图1可知,不同温度下,在5%氟硼酸溶液中,糠醛对铝均 有一定的缓蚀作用.糠醛浓度越大,缓蚀作用越明显,糠醛达到 一 定浓度后,缓蚀作用基本保持不变.在其他体系中,前人也曾 得到类似的结果+假设缓蚀作用是由于糠醛被吸附在铝表面上引 起的,而且吸附规律服从Langmuir等温式.可以定义糠醛在铝表 面的覆盖度为: 收稿日期:2006-08—26 作者简介:韩成利(1956一).男.辽j:金县人.高级实验师 O.18 O.I6 0.I4 0_I2 司0 . 10 0.08 006 004 050I{)0I502o0250300 e/mg?1.'' 图1不同温度下失质量和醛 浓度之间的关系 第4期韩成利;氟硼酸体系中徕醛对铝的吸附及缓蚀怍用47 0=(?o一?)/(?o-.?)(1) 式中f.为未加糠醛时的失质量,?为加一定浓度糠醛时的失质量,?为最小失质量. 根据 Langmuir等温式有: 0;Ka/(1+1(2) 式中为吸附作用的热力学平衡常数,也称为吸附系数;a为糠醛的活度,因为糠醛的 浓度很低 =C,(2)式可写为0=Kc/(1+Kc),即 (<10.),口 C/0:1/+c(3) 若以上假设成立,c/0与c之间应有线性关系,斜率为!,截距为1/.但是,铝片在氟硼酸体系中 的失质量不仅仅与糠醛在铝表面的吸附有关,还可能受铝片的表面状态,腐蚀电流或糠醛在溶液中形成胶 团,发生多层吸附等其它复杂因索的影响.因此,以失质量计算覆盖度并不能真正反映在糠醛在铝表面的 吸附隋况,应对(2)式进行校正,改写为厂0=KC/(1+Kc).则有: C/0=f/K+(4) 式(4)中厂为校正因子,显然c/0一c曲线仍应为直线,但斜率不是1,而是厂,截距为厂/,可 将斜率为l和偏离l的情况均包括在内,更为客观准确. 计算各实验温度下不同浓度时的目,并作C/0一c曲线,在一定浓度范围内得到4条相关系数在0.999 上的直线(见图2),说明在低浓度下糠醛自氟硼酸溶液中在铝表面的吸附符合Langmuir规律.根据式 (4)对图2进行数据处理,由(?一?)/?V/o×100%计算出不同温度下的缓蚀率(见表1)_ ]壤{ :J' {iI 图2不同温度下的c/目一C曲线 表1温度与缓蚀率之间的关系 f/? 2O 2S 30 35 相关系数截距(/K斜率,吸附系数K(10)埋蚀率,(%) 根据Lan舯-ir理论,值大小反映吸附能力的强弱,南图2和表l可知随温度升高值 增大,表明 在铝表面上吸附能力增强,且缓蚀率增加.在本实验温度范围内可用VantHoff方程 表示吸附系数与温 度之间的关系: lnK=一?./RT+B(5) 式中??o可看作吸附热,由表l数据求出InK,并对l/7'作图,得到图3所示的直线, 相关系数 ,-=O.9964.从斜率m求得:??.=一mR--49.50kJImo1.表明吸附过程是吸热的,温度 升高有利于在铝表 面的吸附.因而缓蚀率随之增大. 对于吸附过程有?G.=一RTInK,再根据热力学方程?G.=?H.一T?S..即可求出 吸附过程的? o ,结果见表2_ 3.二63.31)334 in In一1/丁曲线 表2吸附过程中的热力学参数 (下转第74负) 叭如?蚍 77O7 m蛳 0lll "叭 00O0 矾m 醅鲫 9999 nm吼n 瑚珈|}啪如 ?如?"? 99999999 74高师理科学刊第26卷 得到D+B=7【,此时有最大值. 说明四边形在周长不变时有最大面积当且仅当它是一个圆内接四边形,这与从 Bretschneider公式得到 的结果完全一致. 参考文献: f11郭要红.凸四边形面积公式的证明及推广『J1.中学数学教学,2001(1):l4—15. r21王仁发.高观点下的中学数学——代数学【M】.北京:高等教育出版社,2001:33 —36 Anewmethodofdeducingtheformulaoftheareaofquadrilaterals DENGYong (DepartmentofMathematicsandPhysics.KashgarNormalCollege.Kashgar844006,China ) Abstract:Accordingtotheprinciplesofinfinitesimalcalculus, quadrilateralsareawasputforward.Becauseofitsnovelreason, flnewmethodonhowtoratiocinatethearbitrary compactdeductionandtheentiaoftheformulasof areaoftheconcaveandconvexquadrilaterals,thewayisanotherexampletosettheideaofadva ncedmathematicsin thefieldofelementary. study. Keywords:quadrilaterals;areaformula;infinitesimalcalculus ………………………………………………………………………………………… ………………………………………………………… (上接第47页) 参考文献: 【11王旭珍,焦庆祝,郭相坤.盐酸介质中苯扎氯胺在纯铝上的吸附,缓蚀作用【J]. 材料保护.2001.34(6):16—17. 【21张天胜.缓蚀剂fM].北京:化学工业出版社,2002:196—197. 【3】 SekineI.HirakawaY.Effect1--Hydroxyethylidene---1.1.diphosphoninacidonthecorrosio nofss4lsteelin0.3%sodillm chloridesolution[J].Corrosion,1986,42(5):272—277. 【4】陈禹银,耿信笃.液一固吸附体系中计量置换吸附模型的热力学研究fJ].高等 化学,1993,14(1):34. Adsorptionanditscorrosioninhibitionofsoliumfuran—f0rmaldehyde onaluminumsurfaceinfluoboricacidsolution HANCheng-li (SchoolofChemistryandChemicalEngineering,QiqiharUniversi.ty.Qiqiharl61006.Chin a) Abstract:Theadsorptionandcorrosioninhibitionofsoliumfuran— formaldehydeonaluminuminfluoboricacidhas beeninvestigatedbyweight-lossmethod.Theexperimentaldatah针 ebeentreatedwithadsorptiontheoryandsekine me~od.Theexperimentalresultsthatsoliumfuran—formaldehydeWflSadsorbed栈 Irluminumsurface.Atthelow concentrationtheadsorptionofsoliumfuran-formaldehydeobeysbasicallyLangmuirsisoth erm.thattheefficiencyof corrosioninhibitionisincreasedwithraisingtemperatureandconcentration.Relationshipbe tweenadsorptionand corrosioninhibitionhasbeendiscussedaccordingtotheexperimentalresults. Keywords:corrosioninhibition;soliumfuran— formaldehyde;aluminum;fluoborieacid:adsorpti0n O = 口 + . D O ?. ?若 QI