水处理系统中铜缓蚀剂的应用研究 KSYHPD

科技进展水处理系统中铜缓蚀剂的应用研究张凌娜王永华2，秦晓韩柏平（1.同济大学环境科学与工程学院，上海20009 2.南京工业大学理学院水稳室，南京210009）剂应用中存在的一些问题：如低pH条件下BTA缓蚀效率下降、氧化性杀生剂对铜缓蚀剂的影响等，并介绍了有关铜缓蚀剂的一些研宄和实验结果，*后指出了铜缓蚀剂研宄的发展方向。

缓蚀剂。它不但能抑制铜和铜合金中的铜腐蚀，而且还能稳定水中的铜离子，阻止铜在一些活泼金属上的沉积；此外，它还能防止电偶腐蚀和黄铜的脱锌腐蚀等111.当BTA与反渗透纯水设备铜和铜合金接触时，一般认为BTA在金属表面上产生化学吸附，且这个吸附过程是不可逆的。BTA分子中N原子上的孤对电子以配位键与Cu相连，聚合链由间隔的Cu原子所连接，如图（1）。BTA在铜表面上生成的保护膜是多层膜该膜是一种化学吸附的二维聚合物，具有线性结构，铜及铜质材料己广泛地被应用于现代工业社会的各个领域，特别是用做热交换系统和冷却水系统中的铜质换热器。由于介质的影响这些设备经常会发生一些腐蚀问题：由于金属腐蚀而导致腐蚀产物沉积在热交换表面会导致换热效率大大降低；由于金属腐蚀而产生的铜离子很容易和较活泼的金属发生电偶腐蚀，使活泼金属受到严重的、穿透速度很快的腐蚀；此外由于腐蚀所引起的泄漏会造成重大伤亡事故及污染环境；另一方面由于铜离子是有毒物质，随着冷却水的外排，铜离子会进入到环境中，则会导致潜在的环境污染问题。

因而在实际生产中，一般都会采取措施加以有效防腐。其中添加缓蚀剂是一种较为有效的方法，BTA在铜表面形成的聚合配合物膜的结构单元甲基苯并三唑（TTA）TTA的缓蚀作用和BTA十分接近，机理也大致相仿。TTA吸附于铜和铜合金表面，形成一层很薄的、但性能较稳定的单分子层保护膜，该膜层不同于BTA在铜基质表面上所形成的多层膜结构，所以尽管CuTTA单分子层膜很牢固，可如果一旦破裂，而溶液或周围介质中又没有足够的TTA分子补充，铜有关铜和铜合金缓蚀剂的研究也较多。在水处理中，铜及铜合金缓蚀剂的应用，以含有S、N、O为中心原子极性基团的唑类有机杂环化合物的效果*好。其中应用*多的是苯并三氮唑（BTA）、甲基苯并三唑（TTA）和巯基苯并噻唑（MBT）。

1水处理中常用的铜缓蚀剂1.1水处理中常用的铜缓蚀剂的缓蚀机理1.1.1苯并三工业纯水设备氮唑（BTA）苯并三氮唑（BTA）是一种有效的铜和铜合金的①：2004―基金项目：城市污染控制国家工程研宄中心水处理基金资助项目（SCIYEE2004003）和之间有加和协同效效应e.其机理就是在铜基）lishi上多络合膜可作为保护膜缺陷处的补添剂，在金属表面形成了更为致密的保护膜，从而加了对金属的保护能力。

旷富贵等人1211对Cu电极上咪唑与苯并三唑共吸附的SERS研究发现，2者有良好的协同效应。

对铜缓蚀剂的复配研究，可以充分发挥各种缓蚀剂的协同作用，对降低缓蚀剂的用量，提高缓蚀效率，降低水处理成本都有重要的意义。

5铜缓蚀剂的研究方向缓蚀剂的种类拓宽，即不仅能适用于各种范围而且也可与其他一些防腐措施联合使用，而且要与系统中的其他水处理剂能相容。此外铜缓蚀剂的功能也应具有多功能性，即不仅能很好的保护铜质设备，对其他如碳钢设备等也应有一定的保护作用。

研究与开发对环境友好的新型缓蚀剂，即开发低毒、高效、无污染的缓蚀剂是今后研究的重点。

（4）BTA及其衍生物系列缓蚀剂的研究中多为研究缓蚀剂功能基团在铜表面的作用机理和复合缓蚀剂的协同效应，对铜材设备的特定使用环境条件考虑较少。此外在缓蚀剂品种筛选、水质条件与缓蚀剂浓度、缓蚀剂复合配方以及缓蚀效率等方面都是在静态条件下进行的，动态条件下的研究报道较少。所以要加强在动态条件下铜缓蚀剂的研究。

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