水处理剂之无机缓蚀剂的结构、性能及影响因素

 

无机缓蚀剂主要应用在中性介质，如工业水处理、金属加工的工序间防锈、有机溶剂-水多元体系等，主要的成膜类型是氧化膜和沉淀胶两种。

按在金属表面形成保护膜的类型，我们分别讨论在水处理中应用的无机缓蚀剂的结构、性能及影响因素。

氧化膜型缓蚀剂

1)铬酸盐和重铬酸盐

铬酸盐的作用是它能直接或间接氧化金属，在金属表固形成金域氧化物的保护膜(或称钝化膜)而抑制腐蚀反应，所形成的钝化膜能使金属的腐蚀电位向正方向移动，即出现了钝化现象。

如果把氧化膜学说和吸附学说两者综合起来，可归纳成以下几点：

(1)首先吸附在铁表面上局部电池的阳极处，并形成吸附层，在这上面也可以进一步形成几个分子层厚度的吸附层，这时铁的开路电位上升到钝化范围，可使腐蚀速度大大降低。由于阴极反应主要是溶解氧的还原反应，只有一部分的还原反应，故在近年来的文献报道中，铬酸盐主要是起阳极钝化作用；但由于它在阴极表面也有吸附作用，因而也有防止溶解氧扩散的作用。

(2)重铬酸盐可以在铁的表面形成厚度较薄的氧的化学吸附膜，它牢固地吸附在铁的表面上。

(3)在研究铬酸盐这类钝化膜型缓蚀剂时还应指出，钝化膜型缓蚀剂大多数是氧化剂，但并不是所有的氧化剂都有缓蚀作用。氧化剂是否具有缓蚀作用，与它们的还原反应产物的物理和化学性质有关，可以用电位-pH图叠加法，通过热力学钝化区的变化，预测或判断氧化剂的缓蚀效应。

例如，过硫酸盐和过氧化物能氧化金属,它们是氧化剂，但它们的还原产物硫酸盐和氧化物多数是水溶性的，就不易在金属表面吸附而起到缓蚀作用。

使用铬酸盐作为冷却水缓蚀剂效果是很好的，但是当冷却水中氧离子和硫酸根离子浓度过高或铬酸盐用量不足时，则容易引起局部腐蚀，尤其在缝隙或有沉积物的部位。这类缓蚀剂又称为“危险型缓蚀剂”，这是应用铬酸盐类钝化膜型缓蚀剂时应注意的问题。

铬酸盐类缓蚀剂虽然已有多年的应用历史，但近年来已受到严格限制，主要问题是铬酸盐对许多水生物有毒，对环境易造成严重污染。我国GB8978—1996污水综合排放标准规定，第一类污染物六价铬最高允许排放浓度不得超过0.5mg/L,GB11607--1989渔业水质标准要求铬≤0.1mg/L，GB5084-1992农田灌溉水质标准对铬(六价)的限制浓度为≤0.1mg/L。有的国家对铬的排放标准规定更严,要求六价铬小于0.05mg/L。

尽管铬酸盐或重铬酸盐对水生生物、哺乳动物、人类都有较大的毐性，对环境会产生严重的污染，但它们对铁金属有极好的保护效果，常使人们不愿舍弃它们，因此可采用既用它们作缓蚀剂又不产生污染的清治生产的方法——零排污技术，或者将排污水中的铬冋收。

总之，铬酸盐用作水介质的缓浊剂并有以下特点:①成膜迅速、牢固、缓蚀率高:②对水中离子宽容度大，即对不同水质的适应性强;③没有细菌繁殖的问题;④价格便宜,其主要缺点是有相当大的毒性，可能对环境会产生严重污染。