不锈钢阳极钝化行为的电化学调制光谱研究

利用电化学调制光谱,并结合电化学稳态法和交流阻抗技术,研究了304不锈钢在含Cl~-离子介质中的阳极钝化行为。初步结果是:当不锈钢处于阳极钝化区,其表面钝化膜的化学组分、价态及介电性质等随电化学环境的不同,而发生复杂的变化;在不同的电位区,其表面组分富集不同;钝化膜中的物质价态随电位正移,从低价态向高价态过渡变化;介质中的Cl~-离子对钝化膜中组分具有选择性的活化溶解作用,这种作用可从离点腐蚀特征电位较远的低电位区开始,且随电位的正移而愈趋强烈。     

铁离子电还原过程的研究

用电位扫描法和旋转电极技术,研究了铁离子在铂电极和玻碳电极上的还原行为.结果表明该还原反应的可逆性明显地依赖于相伴阴离子的本性,在含SO_4~(2-)、NO_3~-、阴离子的溶液中,反应并非完全可逆,当溶液合Cl~-、CN~-离子时,电极反应是可逆的,而在F~-、C_2O_4~(2-)、Cit~(3-)、CNS~-、P_2O_7~(2-)等离子存在时,反应是不可逆的.实验证明,Fe~(2+)离子还原时,电极表面有吸附膜生成,此膜对H~+的放电析出有催化作用.从旋转电极实验求得1.0mol·dm~(-3)KCl溶液中,Fe~(3+)离子的扩散系数D_(Fe~(3+))=(7.9±0.1)×10~(-6)cm~2·s~(-1),标准速度常数k=(2.5±0.2)×10~(-3)cm·s~(-1).     

金属离子对微细石英颗粒沉降特性的影响规律

为掌握不同金属离子对微细石英颗粒沉降特性的影响规律,通过沉降试验研究了Ca~(2+)、Mg~(2+)、Al~(3+)、Fe~(3+)离子浓度和pH值对石英沉降特性及表面电位的影响。结果表明,Ca~(2+)、Mg~(2+)对石英沉降产率和表面电位影响较小;Al~(3+)、Fe~(3+)存在时,合理的离子浓度和溶液pH值能够提高石英沉降产率;随着Al~(3+)、Fe~(3+)浓度的增加,石英沉降产率不断增加,石英颗粒表面Zeta电位不断向正方向移动且变化比较明显;Al~(3+)在溶液pH值为5时有利于石英沉降,且Zeta电位绝对值最小;Fe~(3+)在溶液pH值为3~10时能够促进石英沉降;增加溶液pH值会使石英颗粒表面Zeta电位向负方向移动,pH值越高,石英颗粒表面Zeta电位向负方向移动趋势越明显。     

不锈钢电化学诱导表面退火的机理研究和处理工艺优化原则

采用XRD、循环伏安和硬度测试等方法研究了不锈钢中的电化学诱导表面退火(EISA)的机理及处理工艺。结果表明:阴极过程中的H+离子还原、H原子向钢内部的扩散和积聚,阳极过程中H原子重新氧化是EISA相变的决定性过程。-1.44 V(相对于饱和甘汞电极)的阴极电位可致H+离子还原,足以导致EISA相变。当阳极电位高于0.3 V(相对于饱和甘汞电极)时会形成过厚的钝化膜,阻止H原子的扩散,从而抑制EISA相变。长阴极/短阳极的处理方式可以提高EISA处理效率。只有在电脉冲处理过程中防止溶液中Fe2+/Fe3+反应发生才会发生EISA相变。     

铁电极在碱性溶液中的电极过程研究

利用三角波电位扫描伏安法研究了铁电极在室温1mol/L KOH 溶液中的电化学行为。在正向扫描中产生3个阳极峰,分别对应于 Fe(OH)_2和 FeOOH的形成,它们在逆向扫描中顺序还原为 Fe(OH)_2和 Fe。温度对钝化过程有明显影响,交流阻抗谱证实了钝化膜的存在。     

富铁含量土壤样品中痕量镉的测定

本文应用电位法,采用银基球型汞膜电极为指示电极,大面积银片电极为参比电极和883型极谱仪,阳极溶出法测定大量铁存在下的土壤样品中痕量镉。试样经酸分解,直接在pH=5.0的硫酸——醋酸钠介质中,选择适当的电解富集电位及阳极溶出电位进行扫描,选择适当的电极更新电位及更新时间,则得溶出峰电位为-0.5V,测定灵敏度高达5.0×10~(-10)g,相对误差小,效果良好。共存离子Fe~(3+)、Fe~(2+)、Al~(3+)、Zn~(2+)、Pb~(2+)、Cu~(2+)、PO_4~(3-)、Cl~-、NO_3~-等对镉的测定干扰不大。     

煤电化学氧化的研究

以硫酸为电解质,用铂作阳极,研究了汝箕沟烟煤的电化学氧化。实验表明,阳极电流主要取决于Fe~(2+)离子浓度,起始电流明显地受到2价铁离子转变为3价铁离子电极反应的影响。为了得到一定的阳极反应速度,煤粒子和阳极的接触是必要的。用GC/MS(气相色谱/质谱)联机分析了电解氧化产物,产物主要为重烷烃和有机酸的混合物。     

硅酸三钙穆斯堡尔谱的研究

对1550℃下锻烧、空气中淬冷的不同α—~(57)Fe_2O_3含量的3CaO、SiO_2(以下简称C_3S)系列样品进行穆斯堡尔谱研究,确定它的铁离子价态、自旋态、占位情况及其与α—~(57)Fe_2O_3含量的关系,析出相和铁含量的关系。研究结果表明:在氧化气氛中进入C_3S中的铁离子约5%以高自旋Fe~(2+)形态出现,在低铁含量的样品中,尚有8%可能是低自旋二价铁Fe~(II)。这一结果与前人的研究有所不同。此外对铁的占位情况与固溶度的关系、Fe~(2+)的出现提出一些看法。     

铝及Al-Mg-Zn-Cd合金在氯化锂的水、甲醇溶液中的阳极行为及其负差效应机理

研究了纯铝和Al-Mg-zn-Cd合金在氯化锂水溶液和氯化锂甲醇溶液中的阳极特性,探讨了负差效应的机理。合金在LiCl甲醇溶液中有较高的负电位,比纯铝的负差效应小,且其数值随LiCl浓度增加而减小。合金在酸性水溶液中的负差效应受电化学溶解过程控制。铝的阳极氧化不是一步完成的,存在着由低价态氧化为高价态的迟缓性,使得某些低价态离子(如Al~+)离开电极表面,与溶液中H_3O~+发生化学的氧化还原反应而析出氢气。该过程的可能性与电化学溶解速度成正比。     

Cr8Ni2合金耐蚀钢筋在不同pH值模拟混凝土孔溶液中的钝化行为

应用动电位极化、电化学阻抗谱与电容电位法等方法研究了Cr_8Ni_2合金耐蚀钢筋在不同pH值(13.5~9.0)模拟混凝土孔溶液中的钝化行为.结果表明:在相同pH值下,随着钝化时间延长,合金耐蚀钢筋钝化不断强化,3 d后钝化趋于稳定;随着pH值下降,合金耐蚀钢筋钝化并未弱化,反而显著增强,表明新型合金耐蚀钢筋在较低p H下亦能保持良好致钝性能.采用XPS分析合金耐蚀钢筋钝化膜组成结构,分析结果表明:合金耐蚀钢筋钝化膜为双层结构,外层主要为Fe_3O_4,Fe_2O_3及FeOOH(Fe(OH)_3),内层为Cr_2O_3和CrOOH(Cr(OH)_3).随着环境溶液pH值降低,合金耐蚀钢筋钝化膜Fe氧化物含量逐渐减少,而铬氧化物含量明显增大,低pH值下高含量Cr氧化物维持了合金耐蚀钢筋钝化膜良好稳定性和优越耐蚀性,从而使耐蚀钢筋钝化强化.     

用光电化学方法研究硫酸溶液内铅电极上钝化膜一些性质

硫酸溶液内的铅电极被阳极极化以后,随即进行负向电位扫描,同时记录下线性扫描伏安曲线和相应的扫描电位—光电流曲线.实验表明,在钝化膜厚度较小的情况下,光电流的峰值与钝化膜中PbO 的数量成正比.计算出PbO 层的pH 值为9左右,进一步肯定了关于硫酸溶液内铅表面上钝化膜的“碱化”理论模型.     

316L不锈钢在含氯高温醋酸溶液中的自钝化行为

研究了316L不锈钢在85 ℃,含0.2% KCl的60%醋酸溶液中的自钝化行为. 通过测试试样的恒电流阴极极化曲线,以及恒电流阴极极化后开路电位随时间的变化曲线,提出了316L不锈钢钝化膜的结构模型. 该模型认为316L不锈钢钝化膜由三层构成:最外层主要是由Fe的氧化物以及少量Cr的氧化物组成;第二层主要是Cr的氧化物,含有少量Fe,Mo和Ni的氧化物;最底层主要是Mo,Ni的氧化物和少量的Fe原子. 研究发现: 316L不锈钢在实验醋酸溶液中,经10 mA阴极电流极化15 min后钝化膜生长参数γ最大,而经0.45 mA阴极电流极化30 min后钝化膜生长参数γ最小;316L不锈钢在实验醋酸溶液中,经10 mA阴极电流极化30 min后,自钝化电位最小,而经1 mA阴极电流极化15 min后,自钝化电位最大. 钝化膜结构模型能很好地解释316L不锈钢在实验醋酸溶液中的上述电化学行为.     

HCO_3~-/CO_3~(2-)浓度对X70管线钢钝化行为的影响

采用动电位扫描法、循环伏安法研究了X70管线钢在不同浓度的NaHCO3 /Na2 CO3 溶液中的钝化行为。结果表明 ,材料在该体系中具有明显的钝化现象 ,随溶液浓度升高 ,X70钢钝化变得困难。利用Parkins的边界条件 ,确定了X70钢在 1mol/LNaHCO3 0 5mol/LNa2 CO3 溶液中发生应力腐蚀开裂的敏感电位区间为 - 5 6 0～ -6 5 0mV。X70钢在钝化过程中表面发生的反应比较复杂 ,电极过程包含Fe的阳极溶解、生成钝化膜、钝化膜的化学溶解三种过程。用X 射线衍射分析了X70钢在活化钝化过渡区表面钝化膜的组成 ,证实了对电极过程的分析     

钛阳极钝化膜的还原及导电性

用动电位伏安法和XPS等研究钛在磷酸介质中形成的阳极钝化膜的还原;用暗态下铁氰电对在钛阳极钝化膜上的反应动力学研究膜的导电特性。结果表明:1)膜的还原程度视阴极极化条件而异,还原过程由传荷步骤(H~++eH)和化学转化步骤(TiO_2+H→TiOOH,TiOOH+H→TiO+H_2O等)构成,而且后者是速度控制步骤.2)在电位1～8V内形成的钛钝化膜均具有n-型半导电特性,“掺杂”浓度随钛阳极钝化膜增厚而减小。     

纯铬钝化膜的电化学性能

本文用交流阻抗技术,通过对钝化铬在中性H_3BO_3+Na_2B_4O_7溶液中添加了K_3Fe_2(CN)_6/K_4Fe(CN)_6氧化还原对溶液中的极化性能及交流阻抗特性的研究,讨论了铬的钝化膜的电路模型。     

硫酸介质中铅阳极膜阴极还原过程的研究

采用光电化学技术和实时交流阻抗测量等现场方法研究铅阳极膜的阴极还原过程，发现ＰｂＯ电位区阳极氧化形成的阳极膜在阴极还原时有两种ＰｂＯ的还原，即ｏ－ＰｂＯ和ｔ－ＰｂＯ二种氧化物的还原，还原过程中的电极阻抗变化情况表明ＰｂＯ层是均匀还原的，且是ｔ－ＰｂＯ先还原，ｏ－ＰｂＯ后还原．还分析了铅阳极膜在阴极还原过程中所表现出来的阴极光响应．     

阴离子和铬酸浓度对锌在铬酸溶液中钝化的影响

采用循环伏安法和交流阻抗法测定了锌电极在铬酸溶液及添加硫酸和硝酸的铬酸溶液中的钝化过程，结果表明，锌的铬酸钝化是阴极和阳极的混合钝化过程，硫酸和硝酸能促进铬酸还原，硝酸能阻化阳极溶解，均利于钝化膜的形成和生长。     

HCO3-/CO32-浓度对X70管线钢钝化行为的影响

采用动电位扫描法、循环伏安法研究了X70管线钢在不同浓度的NaHCO₃ /Na₂CO₃ 溶液中的钝化行为。结果表明,材料在该体系中具有明显的钝化现象,随溶液浓度升高,X70钢钝化变得困难。利用Parkins的边界条件,确定了X70钢在1mol/LNaHCO3 +0.5mol/LNa₂CO₃ 溶液中发生应力腐蚀开裂的敏感电位区间为-560～-650mV。X70钢在钝化过程中表面发生的反应比较复杂,电极过程包含Fe的阳极溶解、生成钝化膜、钝化膜的化学溶解三种过程。用X-射线衍射分析了X70钢在活化钝化过渡区表面钝化膜的组成,证实了对电极过程的分析。     

La_2O_3/ZnO混合共沉积膜的阴极电沉积研究

通过La~(3+)-NO_3~--H_2O和Zn~(2+)-NO_3~--H_2O体系的电势-pH曲线分析和La(OH)_3/ZnO混合共沉积膜的分解温度计算等热力学方法,预测了La~(3+)、Zn~(2+)在NO_3~-离子溶液中的电化学沉积机理及混合共沉积膜的热分解过程.在含不同La~(3+)离子浓度的0. 01M Zn(NO3)2和0. 1M KNO3电解液中采用阴极恒电位电沉积技术成功制备出La2O3/Zn O混合共沉积膜.通过对混合共沉积膜的X射线粉末衍射(XRD)及热重-差示扫描量热(TD-DSC)表征,发现上述热力学理论分析与实验结果较好吻合.     

ATRP改性水刺黏胶纤维的制备及其Fe~(3+)离子吸附性能

采用原子转移自由基聚合技术,以甲基丙烯酸羟乙酯为接枝单体对水刺黏胶纤维进行接枝改性。利用扫描电子显微镜和傅里叶变换红外光谱仪测试并分析改性前后水刺黏胶纤维表面形态及化学结构变化,采用电感耦合等离子体发射光谱仪测定溶液中Fe~(3+)离子浓度,以探究改性水刺黏胶纤维对Fe~(3+)离子的吸附性能。研究结果表明,改性水刺黏胶纤维对Fe~(3+)离子饱和吸附量达到271.3mg/g,同时其吸附过程符合Langmuir等温吸附模型,属于单分子层吸附。