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本文采用失重法和电化学方法,研究了绿色聚天冬氨酸(PASP)和十二烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)复配缓蚀剂在6mol/L盐酸介质中对A3碳钢的协同缓蚀抑雾性能,以期为提高酸洗过程清洁生产水平提供前期基础研究结果。研究过程中利用吸附理论系统地研究了缓蚀剂在强酸中在钢表面上的吸附模型,计算出热力学参数(吸附焓ΔH0、吸附自由能△G0、吸附熵ΔS0)和动力学参数(表观活化能Eα、指前因子A),以此来阐述缓蚀剂对钢的吸附和缓蚀作用。采用大气采样中和滴定法对酸洗过程中产生的酸雾进行测试,考察其抑雾性能,并用扫描电子显微镜(SEM)对于金属表面的形貌进行了观察。
研究表明：单独的PASP与OP-10在盐酸溶液中缓蚀率随着缓蚀剂浓度的增加而增大,随温度的升高而降低,两者单独使用缓蚀率不高,在50％左右,不能满足实际应用的要求。同等条件下,与酸化缓蚀剂曼尼希碱(mannich)对比,缓蚀性能相当。而通过对PASP和OP-10进行复配后,缓蚀效果明显提高,缓蚀率可达到95％,在用量少的情况下有着明显的协同缓蚀作用。单独的PASP和OP-10在盐酸溶液中抑雾率随着缓蚀剂浓度的增加而增大,但它们的抑雾率很低,不能有效的抑制酸雾。同等条件下,与酸化缓蚀剂mannich对比,抑雾效果相当。通过PASP和OP-10两者复配的缓蚀剂对A3碳钢的抑雾效果明显提高,呈现出良好的协同缓蚀抑雾效应。抑雾效率随温度变化呈先上升后下降的趋势,随着盐酸浓度的增大抑雾效率则更加明显。PASP单独作用时,其在钢表面吸附有一定程度偏离Langmuir吸附等温式。PASP与OP-10复配后在钢表面的吸附基本符合Langmuir吸附等温式。表观活化能比单一的PASP的表观活化能增大。PASP在钢表面的吸附热为-12.7204 kJmol-1,以化学吸附为主；PASP与0.2g/LOP-10复配后,在钢表面的吸附热为-16.2954 kJmol-1,较单一缓蚀剂有所增大,仍以化学吸附为主,但吸附得到加强,在钢表面的的吸附过程是自发的过程,同温度下,ΔG0(PASP+OP-10)<ΔG0(PASP),从而推断出PASP复配后在钢表面的吸附倾向优于单一PASP在钢表面的吸附,缓蚀性能大于复配前；吸附后体系的混乱度增大。PASP和复配缓蚀剂的腐蚀电位都发生了正移,对A3碳钢腐蚀的阴、阳极反应同时起到抑制作用,都是以阳极抑制为主的混合型缓蚀剂。复配缓蚀剂使腐蚀电位正向移动比单一PASP的移动更大,阳极抑制程度得到加强,腐蚀电流明显降低,说明复配后缓蚀剂对阴、阳极过程的协同抑制作用加强。复配缓蚀剂的缓蚀率随扫描速度的增大而减小,随温度的升高而降低。循环极化曲线的测试表明在30℃6mol/L盐酸中,复配缓蚀剂在A3碳钢表面尚未发生脱附,吸附稳定性良好。OP-10与PASP复配后在A3钢表面形成的灰色薄膜分布致密、均匀厚实,比单独OP-10与单独的PASP作缓蚀剂时形成的吸附膜更平整、更完整,阻止了钢的腐蚀。