在氢氟酸溶液中,苯扎溴铵可以起到缓蚀锌的作用。
人们常常使用锌来作为钢铁设备的保护性覆膜材料,因为锌在大气、淡水和其他中性介质中非常稳定。目前,我们在清洗镀锌设备时经常使用氢氟酸这种清洗剂。氢氟酸真的很厉害,它能够快速溶解污垢,而且渗透进金属的量很少,不容易让金属变得脆弱敏感。不过,要小心了,因为它会导致锌严重腐蚀,可能会让镀锌层部分损坏或完全掉落。合理使用和添加缓蚀剂可以有效防止锌腐蚀。以前人们在盐酸介质中研究过缓蚀剂,但至今还没有关于氢氟酸清洗的锌缓蚀剂的报道。因此,研究在氢氟酸溶液中如何缓蚀锌具有很大的实用意义。研究人员利用失重法研究了在氢氟酸溶液中苯扎溴铵对锌的缓蚀作用,并详细探讨了这种缓蚀作用的机理。当我们把苯扎溴铵加入溶液中,它会被吸附在锌表面上,这就是缓蚀作用。随着苯扎溴铵含量的增加,锌试片的失重Δm会逐渐减小,直到达到一个最低的恒定值。这意味着缓蚀作用逐渐增强,因为苯扎溴铵分子会逐渐吸附在锌表面上,最终形成一个饱和的单分子层,覆盖度θ接近于1。这样一来,锌片就得到了有效的保护。
苯扎溴铵在锌表面的吸附有两种情况。一种是苯扎溴铵分子中的芳环上的大n键电子云可以提供电子,与锌元子和离子的夹层空轨道形成配位键。另一种是苯扎溴铵分子中带正电荷的氮原子与锌发生静电作用,即同时存在吸附和物理吸附。
随着温度的升高,我们观察到K值在逐渐下降,这表明苯扎溴铵在锌表面的吸附是一个放热过程。随着温度的增加,苯扎溴铵更容易脱附,因此吸附力变弱,导致缓蚀作用减弱。