Page 44 - 201811

·1830· 精细化工 FINE CHEMICALS 第 35 卷

合吸附热力学参数来评判。在此结合表 2 中的 ΔH 0
0
和 ΔG 进行判断，WGHI 在钢表面的吸附作用方式
为混合吸附 [23-24] 。
2.5 动电位极化曲线
20 ¥时冷轧钢在 0.5 mol/L HCl 空白溶液及含
有 10、50 和 100 mg/L WGHI 的缓蚀溶液中的动电
位极化曲线见图 9。

图 7 lnv–1/T 直线
Fig. 7 Straight lines of lnv–1/T

由图 7 可见，各曲线具有良好的线性关系，故
可由式（9）据直线 lnv–（1/T）的斜率和截距可分
别计算出 E a 和 ln A，并将 E a 和 ln A 对 WGHI 质量
浓度作图得出变化关系曲线，见图 8。

图 9 冷轧钢在不含及含有 WGHI 的 HCl 溶液中动电位
极化曲线
Fig. 9 Potentiodynamic polarization curves of cold rolled
steel in HCl solutions without and with WGHI

由图 9 可见，与空白体系对比后可以看出，各
质量浓度 WGHI 的缓蚀体系的阴阳两支极化曲线均
往腐蚀电流密度小的方向移动，且阴阳两极极化作
用随 WGHI 浓度的增加而增强，即 WGHI 同时抑制
了钢在 HCl 溶液中的阴极和阳极反应，可归类为混
合抑制型缓蚀剂 [13-14] 。对极化曲线采用 Tafel 外推法
图 8 E a 及 ln A 和 WGHI 质量浓度的关系
Fig. 8 E a and ln A changing with WGHI mass concentration 可得出腐蚀电位(E corr ，mV)、腐蚀电流密度（I corr ，
2
μA/cm ）、阴极 Tafel 斜率（b c ，mV/decade）和阳极
从图 8 中可看出，E a 和 ln A 均先随 WGHI 浓度 Tafel 斜率（b a ，mV/decade），并由 i corr 换算得出缓
的增加而增大，当 WGHI 的浓度为 30 mg/L 时达最 蚀率（η p ，%），结果见表 3。
大值，随后随缓蚀剂浓度的增加有所减小至 60 mg/L
后基本保持不变至 100 mg/L。根据式（9），较高的 表 3 冷轧钢在 HCl 中的动电位极化参数
Table 3 Potentiodynamic polarization parameters for cold
E a 或较低的 ln A 均会导致较低的腐蚀速率，从而具 rolled steel in HCl
有良好的缓蚀性能，在本体系中添加 WGHI 后 E a
ρ(WGHI)/ E corr/ I corr/ b c/ b a/
2
和 ln A 均相对于空白溶液而言有所增大，故 WGHI (mg/L) mV (μA/cm ) (mV/dec) (mV/dec) η p/%
的缓蚀性能从动力学角度而言主要归因于表观活化 0 -471 114.8 119 70 —
能的升高。 10 -473 52.2 112 70 54.6
根据文献[24]，添加 WGHI 后 E a 显著增加表明 50 -484 23.8 119 73 79.3
WGHI 在钢表面主要发生了物理吸附 [24] 。值得注意 100 -466 13.3 127 76 88.4
注：—表示没有该项数值。
的是，由于缓蚀体系的复杂性，在钢/酸界面的吸附

+
粒子除了缓蚀剂分子外还有 H 2 O、H 3 O 、Cl 、Fe 2+ 从表 3 中可看出，E corr 在添加各质量浓度 WGHI
等粒子的竞争性吸附，故用腐蚀动力学参数 E a 来判 的 HCl 溶液介质中基本保持不变，故 WGHI 对冷轧
断缓蚀剂分子的吸附作用方式仍有一定的局限性 [26] 。 钢在 HCl 中的腐蚀电化学阴阳两极反应的抑制程度
此外，对于在金属/溶液界面上的有机缓蚀剂分子的 大致等同；根据 Cao [27] 的观点，WGHI 的电化学缓
吸附一般是混合吸附过程（物理吸附和化学吸附）， 蚀作用机理方式可归为“几何覆盖效应”，即 WGHI
所以在用 E a 来判断缓蚀剂的吸附作用类型时，应结 在钢表面上产生吸附覆盖后，缩小了钢表面上容易