苯并三氮唑(BTA)的技術(shù)指標(biāo)和應(yīng)用
[技術(shù)指標(biāo)]HG/T3824-2006
[應(yīng)用]
用作銅、銀設(shè)備水處理的緩蝕劑及用于制備凈水劑、水質(zhì)穩(wěn)定劑、防銹油脂等。在鍍鉻過(guò)程中作鉻霧抑制劑,在
焦磷酸鹽、錫酸鹽、銅錫合成金鍍液中作光亮添加劑。也可用于油類(lèi)抗氧、金屬抗氧防銹等,還是紫外線吸收劑、合成染料殺菌劑的原料。
苯并三氮唑可與多種緩蝕劑配合,如與
鉻酸鹽、聚合磷酸鹽、
鉬酸鹽、
硅酸鹽等并用,可提高緩蝕效果。也可以和多種阻垢劑、殺菌滅藻劑配合使用,尤其在密閉循環(huán)冷卻水系統(tǒng)中緩蝕效果甚佳。該產(chǎn)品是有發(fā)展前途的品種。
苯并三氮唑使用的濃度一般為1~2mg/L。一般認(rèn)為是它的負(fù)離子和亞銅離子形成一種不溶性的極穩(wěn)定的絡(luò)合物。這種絡(luò)合物吸附在金屬表面上,形成了一層穩(wěn)定、惰性的保護(hù)膜從而使金屬得到了保護(hù)。苯并三氮唑在pH值為5.5~10的范圍內(nèi)緩蝕作用都很好,但在pH值低的介質(zhì)中緩蝕作用降低,這可能是在酸性溶液中,存在著大量的H+,因而抑制苯并三氮唑在水中的離解。苯并三氮唑?qū)哿姿猁}的緩蝕作用不干擾,對(duì)氧化作用的抵抗力很強(qiáng)。但是當(dāng)它與自由性氯同時(shí)存在時(shí),則喪失了對(duì)銅的緩蝕作用,而在氯消失后,其緩蝕作用便得到恢復(fù),這是巰基苯并噻唑(MBT)未能具有的性質(zhì)。但由于苯并三氮唑的價(jià)格較高,因而它的應(yīng)用不如MBT廣泛。
MilicS.M.等采用電化學(xué)法研究在含有氯離子的四硼酸鈉(硼砂)溶液中苯并三氮唑?qū)︺~的緩蝕行為,并研究苯并三氮唑?qū)︺~陽(yáng)極的影響。研究發(fā)現(xiàn),隨著在四硼酸鈉溶液中浸漬時(shí)間的加長(zhǎng),銅的表面形成銅的氧化物Cu
2O和CuO,同時(shí)陽(yáng)極側(cè)產(chǎn)生極大的電流。銅在四硼酸鈉溶液里浸漬1h后,氯離子的活化作用開(kāi)始變得明顯;浸漬6h后,氣離子不僅具有活化作用,同時(shí)具有鈍化作用。對(duì)苯并三氮唑的研究表明,隨著浸漬時(shí)間的加長(zhǎng)和苯并三氮唑濃度的增大,其緩蝕效率增大。另外,苯并三氮唑在低濃度時(shí)(8.4×10
-5 mol/L)對(duì)銅的溶解具有活化作用。過(guò)程符合Langmuir吸附等溫式,且吸附標(biāo)準(zhǔn)自由能為-35.4kJ/mol。
MilicS.M.等還采用電化學(xué)法研究了在pH值為10.0的四硼酸鈉(硼砂)堿溶液中苯并三氮唑?qū)︺~鋁鎳硅合金的緩蝕行為。研究不同的浸漬時(shí)間和不同的苯并三氮唑濃度(0.1mol/L
四硼酸鈉溶液中苯并三氮唑的濃度分別為8.4×10
-4 mol/L,8.4×10
-5mol/L,8.4×10
-6 mol/L,8.4×10
-7 mol/L)對(duì)合金的緩蝕效果。結(jié)果表明,當(dāng)苯并三氮唑的濃度為8.4×10
-7 mol/L時(shí)對(duì)合金具有活化作用。測(cè)出自由能為-38.7kJ/mol,表明在苯并三氮唑和合金表面的化學(xué)吸附占主導(dǎo)地位。
日本的Kim等研究了在銅磨光工業(yè)中苯并三氮唑?qū)︺~漿的緩蝕作用,同時(shí)考慮了H
2O
2和pH值的影響。加入苯并三氮唑可以形成一層Cu-BTA鈍化層,無(wú)論銅漿中的H
2O
2和pH值如何改變都能有效地防止銅被腐蝕。鈍化層與銅晶片表面形成50°角。在不存在BTA時(shí),銅漿中銅的減少主要受H
2O
2的濃度和pH值的影響。銅漿中加入BTA,在銅表面形成的Cu-BTA層可以保護(hù)銅面。在pH值為2和4時(shí),存在BTA的情況下銅的減少率小于不存在BTA的情況。然而,在H
2O
2的濃度大于10%,且當(dāng)銅漿的pH值為6或更高時(shí),加入BTA反而會(huì)增大銅的減少率,這是由于在pH值和H
2O
2的濃度都較大時(shí),在銅:表面形成一層厚的氧化層保護(hù)膜。