局部腐蚀微区电化学测试技术的研究(Ⅰ)——微参比电极和微氯离子选择电极的研究

性能良好、实用的微电极是进行微区电化学测试不可缺少的工具。为对局部腐蚀微阳极区域内的电化学状态及溶液组成进行原位、定量的测试,本文较为系统的研究了微氯化银参比电极的制作及电位随时间、温度的变化;研究了微氯离子选择电极的制作及电位与溶液中氯离子活度a_(c1)-的关系,电位随时间、温度的变化以及介质中某些常见离子对选择电极电位的影响。实验证明,当量浓度氯化银微参比电极及微氮离子选择电极用于局部腐蚀微区的测试是可行的。     

钢筋表面微区电位分布的原位测量

应用自行研制的扫描微参比电极联机测量系统,原位测量了钢筋在模拟混凝土孔隙液中表面微区电位分布.结果表明,钢筋在纯饱和Ca(OH)2溶液中处于钝态.当溶液的pH降低和外加Cl-时,钢筋表面微区电位分布即发生变化,电位差变大,钢筋表面随之发生点腐蚀.     

聚苯胺修饰Pt微电极pH传感器的研究

研究了聚苯胺修饰微电极的制备以及对溶液pH值的响应.讨论了不同聚合条件下所得到的聚苯胺膜对电极响应时间,测量的稳定性和使用寿命的影响.在溶液的pH=2-12范围内,该电极的电位与溶液的pH值有很好的线性关系.相关系数为0.996,斜率为85mv/pH.用于样品测定,结果满意.     

金属氢氧化物电沉积过程电极/溶液界面pH变化的原位研究

采用自制的界面pH测量复合装置,原位研究了不同沉积电位下Ni（OH）2电沉积过程中电极/溶液界面pH的动态变化.实验结果表明,阴极过电位对电极表面pH变化起着至关重要的作用,同时电极表面沉积物使得界面微化学环境更加复杂.当阴极表面施加一定电位后,电极/溶液界面pH值快速上升后达到平衡,且阴极过电位越大,达到平衡pH值的时间越短,界面pH值越高.并结合界面pH值变化和Ni（OH）2相关热力学数据,讨论了阴极表面金属氢氧化物电化学沉积机理.     

氢离子敏感半导体器件的研制

本文介绍氢离子敏感半导体器件.它具有体积小,性能可靠,响应时间快等优点,可以代替普通玻璃电极.在缓冲溶液中,检测氢离子的活度时,实验结果证明,在酸、碱溶液中,测得的漏源电流I_(DS)与溶液的PH值呈线性关系;V_(GS)~(?)与PH值呈线性关系.据国外报道[1],采用SiO_2膜作为敏感层的氢离子敏感半导体器件,寿命短,不稳定,测量氢离子活度范围窄(PH值在7～8.5之间),且未报道制作的具体工艺.国内也尚未见这方面的报道.我们针对以上问题,改进了工艺条件,试验成功氢离子敏感半导体器件,其性能稳定,并扩大了测量氢离子活度范围(PH值在2～11之间).     

氧化钨pH传感器制备及其在F-和胶体溶液中的应用

采用溶胶-凝胶法制备了氧化钨pH电极，在阳极氧化后的Ag丝表面涂敷掺杂了KCl的改性聚乙烯醇和Nation膜，制备了固态Ag／AgCl参比电极，再由氧化钨pH电极与固态Ag／AgCl参比电极制备成氧化钨pH传感器，该传感器不需要参比溶液与陶瓷隔膜．测试结果表明：在pH值为2～11的范围内，该传感器有良好的电位（V）-pH响应线性关系，响应灵敏度为52．6mV（以pH值变化为1来量度），测量精度可达0．1个pH值；氧化钨pH电极具有耐HF腐蚀的能力，在5％～20％（质量分数）的HF溶液中的响应电位具有重现性，可用于HF溶液的浓度测量；氧化钨pH传感器还可以应用于胶体的测量，其响应时间小于1min．     

pH值温度监测显示系统研究

pH值计是一种常用的仪器设备,主要用来精密测量液体介质的酸碱度值,广泛应用于工业、农业、科研和环保等领域。根据微机式医学仪器设计实验教学的需要,设计了一种便携式温度、pH值测试仪。温度测量部分选用的是DALLAS公司推出的DS18B20可编程的单总线数字温度传感器。在进行pH值测量的同时,利用测得的溶液温度值在软件中实现pH值测量的温度补偿;pH值测量部分是以E201C实验室pH复合电极为传感器,采用电位法测量溶液的酸碱浓度,使用精密低功耗仪表放大器INA128组成差分放大电路,测量溶液相对参考电极电位差,再经8位串行模数转换器TLC549转换得到数字信号,由单片机进行计算处理。     

一种新型的具有修复机制铅离子选择电极的研制

构建了新型的以硫化铅纳米空球包埋膜组分为载体的聚氯乙烯膜铅离子选择电极.电极对铅离子的响应在1×10~(-2)~1×10~(-5) mol·L~(-1)浓度范围内有线性关系,斜率为26mV/pC,检测下限为7.1×10~(-6) mol·L~(-1).膜厚约0.3 mm的聚氯乙烯膜铅离子选择电极在1×10~(-1)~1×10~(-2),1×10~(-3)~1×10~(-5)及1×10~(-6)~1×10~(-) mol·L~(-1)的铅离子溶液中,其响应时间分别为9~15,20~45和55~70s.在1×10-3 mol·L~(-1)铅离子溶液中电极电位稳定的pH范围为3~7,银离子对电极的测量有一定的干扰.     

高频焊管微区腐蚀电位分布

采用微区电位测试技术，分别测定了４种管线钢焊接接头在混合硝盐介质中的微电位分布图。结果表明：４种管一钢焊接接头的焊缝部位最易于发生局部腐蚀，其焊接接头抗局部腐蚀能力由大到小依次为住友、川崎、１１＃、５＃。     

2205双相不锈钢在3.5wt% NaCl溶液中的微区电化学研究

双相不锈钢(DSSs)在服役期间会遭受各种局部腐蚀,如点蚀、选择性溶解、缝隙腐蚀等,定量化分析和掌握DSSs在微米甚至更小尺度上的微区电化学腐蚀行为及其相关机理具有重要的研究价值。本文采用扫描开尔文探针力显微镜(SKPFM)和能量色散光谱(EDS)测量来揭示DSS 2205微区奥氏体相和铁素体相的差异;采用传统的电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化(PDP)方法分别在?40和?10 μm孔径的微孔上对不同相比例的DSS 2205进行了微区电化学表征。实验结果表明传统的电化学方法EIS和PDP只能用于DSS 2205的定性或半定量微区电化学表征。进一步地,我们采用实验室设计发展的优化的恒电量扰动法对DSS 2205进行微区定量化电化学表征。通过建立电化学界面电位脉冲电路,深入分析了该套暂态测试方法的适用条件。在?10 μm的微孔上分别对不同相比例的DSS 2205进行了一系列的微区恒电量暂态测试,结果表明:随着奥氏体相比例的增加,微区体系的极化电阻呈线性增加。     

多壁碳纳米管过氧化氢酶电极的研制及其电化学性能研究

研究对比了将过氧化氢酶(CAT)固定在多壁碳纳米管(MWCNT)-Nafion膜中,制备MWCNT-Nafion/CAT电极的方法,发现固定在Nafion膜中的MWCNT能在CAT和玻碳电极之间有效地传递电子,能实现MWCNT修饰电极上CAT的直接电子转移.CV测定表明:在磷酸盐缓冲溶液中可得到一对过氧化氢酶辅基血红素Fe(III)/Fe(II)氧化还原峰,其峰电流随扫描速度(0.050~0.210 V/s)呈良好的线性关系,其氧化峰电位(Epa)、还原峰电位(Epc)、式量电位(E0)′均随着溶液的pH值增加而负移,且呈线性关系,但其斜率不同,表明CAT的电子传递过程中质子化作用不是简单过程.用计时电流法考察MWCNT-Nafion/CAT电极对H2O2的响应速度和检测灵敏度,结果良好,且实验表明,该电极于4℃保存20天后,其伏安响应仍能保持80%左右.     

腐蚀裂缝内化学和电化学状态之探索——第二报:外部电位和缝内电位及溶液PH的关系

研究了Cr18Ni9Ti奥氏体不锈钢在0.5M NaCl溶液中(40℃)模拟的缝隙(闭塞区)中电位及pH随外部试件极化时的变化情况。这个体系的缝隙腐蚀临界电位约为-0.10～-0.20V SCE。在临界电位,缝内腐蚀微小,pH不变化。当外部试件极化到临界电位以上( 0.20V以下),缝内电位并不随着增高,而是稳定在自由腐蚀电位(临界电位)范围之内,阳极极化使闭塞区通过的电流增大,溶液pH下降到2～3.5,闭塞区由鈍态变为活态,腐蚀加速。阴极极化时缝内电位与外部极化电位基本相等,闭塞区处于鈍态,溶液pH增大到碱性,腐蚀停止。 根据上述缝内电位和腐蚀程度随外部电位变化的情况,可以通过外部极化以控制缝内电位,达到保护的目的。也可以由外部电位的变化来探测缝内腐蚀是否可能发生。     

喹啉衍生物缓蚀剂对油管钢材在模拟溶液闭塞区中的腐蚀研究

采用模拟闭塞电池装置研究了油管钢材(N80钢)在Na_2S+NaCl介质中添加喹啉衍生物缓蚀剂后闭塞区内化学状态的变化,利用动电位扫描法、交流阻抗(EIS)和SEM技术分析了N80钢局部腐蚀的阴极、阳极腐蚀机理,以及Cl-和S2-对N80钢的腐蚀影响状况.结果表明,在2%Na2S+5%NaCl、2%Na_2S+8%NaCl、2%Na_2S+10%NaCl3种溶液体系中,闭塞电池阳极极化后,闭塞区溶液酸化,其pH值急剧下降.Cl-和S2-的迁入量增加,并在闭塞区内浓集.当添加喹啉缓蚀剂后,缓蚀剂能够通过降低阴离子Cl~-、S2~-在闭塞区内富集,降低酸化速度,加入0.8%喹啉缓蚀剂,可使闭塞区内的缓蚀效率达到82%.     

[Mn(CHZ)_3](ClO_4)_2的极谱伏安行为研究

以硼酸缓冲溶液和氨水缓冲溶液的混合溶液为底液,使用示差脉冲法(DP)、方波法(SqW)和循环伏安法(CV)研究了在不同pH值条件下[Mn(CHZ)3](ClO4)2的极谱伏安行为(CHZ:碳酰肼)。实验结果表明,[Mn(CHZ)3](ClO4)2在电极表面具有吸附性,在DP和SqW方法中峰电位与pH值呈线性关系;而在CV法中峰电位则不受pH值的影响。极谱伏安法适合于该配合物的检测,并且具有灵敏度高、操作简单、快速等优点。     

智能金属腐蚀扫描测试系统

本文介绍一种微机控制的微区扫描仪，可自动测试金属在介质中发生局部腐蚀的极区位置及活性大小，显示和绘制电位分布图，生成档案文件，还能为介质提供可变的外加电位和温度条件。     

CTAB反相微乳液体系稳定性的影响因素

研究温度、pH值和盐浓度对CTAB(十六烷基三甲基溴化铵)/正丁醇/正辛烷/水(或钨酸钠溶液)反相微乳液体系稳定性的影响,并绘制了该反相微乳体系的拟三元相图.实验结果表明:表面活性剂与助表面活性剂的配比对该微乳液的稳定性有显著影响,当CTAB与正丁醇质量比为2: 3时,体系有较大的反相微乳液稳定区;该微乳液体系对温度变化不敏感;pH值为1～7范围内时,该体系具有较好的pH值稳定性;钨酸钠溶液浓度在0.05～0.08 g/mL时,盐浓度对整个微乳区影响不大.结果表明:该反相微乳液体系可作为微型反应器用于纳米粒子的制备.     

碳钢电极和镍电极的腐蚀及钝化行为研究

本文运用恒电位法探究了碳钢电极和镍电极的腐蚀及钝化行为。将两种电极分别放置在不同电解质溶液中,改变温度和电解质溶液的组成,根据电极的极化曲线来判定其在对应的条件中是否腐蚀和钝化以及腐蚀和钝化的程度。实验结果表明,碳钢电极在NaOH溶液中只腐蚀不钝化,在氨水和碳酸氢铵混合溶液中既腐蚀又钝化,在硫酸溶液中不腐蚀也不钝化;镍电极在NaOH溶液中只腐蚀不钝化,在氨水和碳酸氢铵混合溶液中不腐蚀也不钝化,在硫酸溶液中既腐蚀又钝化。影响电极腐蚀和钝化的因素有温度,电解质种类与电解质溶液浓度。温度越高,电极腐蚀和钝化程度越强;电解质溶液浓度越大,电极腐蚀和钝化程度越强。电解质种类不同,腐蚀和钝化行为不同。     

在蚀孔、缝隙或应力腐蚀裂缝中的闭塞电池腐蚀的加速效应和临界pH值

利用模拟闭塞区溶液研究了18—8不锈钢在Cl~-溶液中蚀孔、缝隙或应力腐蚀裂缝内的加速腐蚀效应。发现一个临界pH值,pH≌1.3([Cl~-]≌1.5M),当pH降至低于临界值以下时腐蚀率加速上升。在裂缝或蚀孔的引发阶段,外部电位需要超过临界破裂电位,以引起蚀孔或缝隙内的pH下降和Cl~-浓集。但当闭塞区pH下降到临界值以下后,腐蚀的加速过程和裂缝(或蚀孔)的扩展则由缝内H+Cl~-酸性电池的作用所控制。并将导致裂尖区氢脆。     

金属铝中痕量钛的测试研究

在含有16%乙醇的盐酸溶液中,钛（IV）与钽试剂（BPHA）配合物在开路情况下吸附富集于玻璃碳电极表面,然后以250mv/s扫描速度从-0.3V扫至-0.8V（VS.SCE）进行溶出,溶出峰电位为-0.57V,钛浓度在0.06-2ng/ml范围内与峰高呈良好的线性关系。体系选择性好,灵敏度高,操作简单,用于金属铝中痕量钛的测定,结果准确。     

亚甲基蓝修饰玻碳电极的pH 响应和对抗坏血酸的催化氧化作用

在含亚甲蓝的磷酸盐缓冲溶液中,利用循环伏安法扫描,在经预处理的玻碳电极上形成了聚合物薄膜.薄膜具有较高电活性和稳定性,制备好的亚甲蓝修饰电极在磷酸盐缓冲溶液的循环伏安曲线峰电位随pH升高而向负电位方向移动.在pH 0.98～12的范围哪峰电位与pH值有两段很好的线性关系.大部分无机离子对峰电位没有干扰.重现性好.该电极对抗坏血酸(AA)的电化学氧化有催化作用,使其氧化电位负移了270mV并增大了氧化峰电流,氧化峰电流与抗坏血酸的浓度呈良好的线性关系.