雙子表面活性劑在鋅錳電池中緩蝕性能的研究.pdf

1、鋅錳電池常用緩蝕劑汞為劇毒物質(zhì)，本論文從綠色環(huán)保的角度出發(fā)，通過開發(fā)高效環(huán)保的代汞緩蝕劑來解決汞污染問題。本文概述了鋅錳電池代汞緩蝕劑的研究現(xiàn)狀，分析了有機(jī)代汞緩蝕劑的結(jié)構(gòu)特點(diǎn)。雙子表面活性劑具有較強(qiáng)的吸附性能，較低的臨界膠束濃度和較高的復(fù)配性能，在緩蝕方面具有廣泛的應(yīng)用。主要的研究內(nèi)容和結(jié)論如下:
　　1.在較佳的合成條件下合成了五種雙子咪唑表面活性劑，即:[C14-4-C14im]Br2，[C12-4-C12im]Br2，[C

2、10-4-C10im]Br2，[C14-2-C14im]Br2，[C14-6-C14im]Br2。采用紅外、核磁表征雙子咪唑表面活性劑的結(jié)構(gòu)。
　　2.采用失重法和電化學(xué)方法考察了雙子咪唑表面活性劑在鋅錳電池中對鋅電極的緩蝕作用。由失重結(jié)果得出，緩蝕效率隨著緩蝕劑濃度的增加而增大，但當(dāng)緩蝕劑濃度達(dá)到臨界膠束濃度后緩蝕效率無明顯變化。在25-55℃溫度范圍內(nèi)，緩蝕效率會隨溫度的升高而減小。由電化學(xué)結(jié)果可知，雙子咪唑表面活性劑會使腐蝕

3、電流密度減小，對陰極和陽極反應(yīng)都有抑制作用，為混合型緩蝕劑。
　　3.本文還研究了緩蝕劑分子結(jié)構(gòu)對緩蝕效率的影響。烷基疏水鏈越長緩蝕效率越高，即緩蝕效率[C14-4-C14im]Br2＞[C12-4-C12im] Br2＞[C10-4-C10im] Br2;聯(lián)接基團(tuán)碳鏈越短，緩蝕劑更易在鋅電極表面吸附，疏水基團(tuán)的疏水作用也會因聯(lián)接基團(tuán)的作用而變強(qiáng)，即緩蝕效率[C14-2-C14im]Br2＞[C14-4-C14im] Br2＞[C

4、14-6-C14im] Br2。
　　4.通過對吸附熱力學(xué)和動力學(xué)的計算探討了其吸附機(jī)理。雙子咪唑表面活性劑通過物理吸附和化學(xué)吸附共同作用吸附在鋅電極表面，減少了鋅發(fā)生腐蝕反應(yīng)的活性位點(diǎn)，從而抑制鋅的腐蝕。根據(jù)吉布斯自由能的計算值得出吸附是自發(fā)進(jìn)行的，吸附過程遵循Langmuir吸附等溫模型。
　　5.通過將雙子咪唑表面活性劑與傳統(tǒng)表面活性劑復(fù)配發(fā)現(xiàn):復(fù)合緩蝕劑比單一緩蝕劑的緩蝕效果好，緩蝕效率高達(dá)98.66％。將復(fù)配緩蝕劑