利用原子力顯微鏡闡明緩蝕劑的作用機(jī)理
原子力顯微鏡（AFM）技術(shù)主要是利用安裝在微懸臂上的一個(gè)很小的探針與試樣表面相互作用，通過(guò)探針與被測(cè)樣品之間微弱的相互作用力來(lái)呈現(xiàn)樣品的表面特性。AFM受工作環(huán)境限制較少，可以在真空、氣相、液相等環(huán)境下操作。在電化學(xué)領(lǐng)域，AFM被應(yīng)用于研究界面結(jié)構(gòu)、界面動(dòng)態(tài)學(xué)和化學(xué)材料及結(jié)構(gòu)，如觀察和研究單晶、多晶局部表面結(jié)構(gòu)，表面缺陷和表面重構(gòu)，表面吸附物種的形態(tài)和結(jié)構(gòu)，金屬電極的氧化還原過(guò)程，金屬或半導(dǎo)體的表面腐蝕過(guò)程，有機(jī)分子的電聚合及電極表面上的沉積等。
目前原子力顯微鏡的原位形貌測(cè)量功能常用來(lái)比較緩蝕劑加入前后樣品表面腐蝕形貌的變化，進(jìn)而考察緩蝕劑的性能及推測(cè)緩蝕劑的緩蝕機(jī)理。屈鈞娥等結(jié)合電化學(xué)方法，利用AFM研究表明探針刮擦可以加速Cu-Ni合金在鹽水中的腐蝕溶解，而加入Na2CrO4后可以在一定程度上抑制探針刮擦帶來(lái)的加速溶解，其抑制效果是由于其強(qiáng)氧化性修復(fù)被破壞的氧化膜以及生成含鉻元素的氧化膜使表面硬度增加；而十二胺通過(guò)在合金表面形成的單分子層吸附膜起到緩蝕作用，十二胺濃度越大，吸附膜越致密，緩蝕率越高，力曲線上測(cè)得的黏附力值也越大。Bertrand等在室溫下，利用原位的電化學(xué)原子力顯微鏡技術(shù)分別對(duì)硫酸溶液和硫酸鈉溶液中動(dòng)電位極化條件下銅電極的腐蝕進(jìn)行了研究。N. Muthukumar等研究氨基蒽醌衍生物對(duì)碳鋼在原油污水中的緩蝕作用，通過(guò)比較碳鋼浸泡在空白溶液及浸泡在含有氨基蒽醌衍生物后表面原子力形貌圖，發(fā)現(xiàn)在含有氨基蒽醌衍生物的溶液浸泡后，碳鋼表面有一層較薄的覆蓋膜出現(xiàn)，同時(shí)膜上還存在一些顆粒，這些顆粒被證明是多個(gè)氨基蒽醌衍生物分子組成的。張大全等研究證實(shí)，作為一種氣相緩蝕劑，尿-氨可以在低碳鋼表面形成自組裝膜而對(duì)低碳鋼起到緩蝕作用，原子力顯微鏡研究發(fā)現(xiàn)，空白低碳鋼表面粗糙度較低，當(dāng)?shù)吞间摫┞对谀?氨中2h后，由于碳鋼僅部分表面形成自組裝膜，因而粗糙度上升，而暴露48h后，整個(gè)碳鋼表面上形成了完整的自組裝膜，導(dǎo)致表面粗糙度下降。
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2013年8月23日
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