不同阳极电位下铝青铜的电化学阻抗谱研究

应用电化学阻抗谱(EIS)方法研究了铝青铜的腐蚀溶解机制.结果表明,在活性溶解区,铝青铜以氯化络合物的形式溶解,并且CuCl2的扩散是该溶解过程的控制步骤;而在过渡区,铝青铜的EIS谱出现第2个容抗弧,这是由于CuCl络合物和氧化腐蚀产物在电极表面沉积成膜所致;在极限电流区,腐蚀产物膜产生破损点,导致电极表面快速溶解,产生严重的点蚀,这就是在该区域极化电位下EIS出现感抗弧的原因.     

锌铋合金电极在溶胶电解液中的电化学行为

锌电极的自腐蚀速率, 持续放电下的阳极溶解速率和电极钝化的难易程度是碱性电池性能的重要电化学参数. 本文应用线性极化、恒流放电等电化学实验方法研究了电解液中添加Carbopol树脂以及电极中添加Bi对锌电极电化学行为的影响. 并应用金相显微镜和环境扫描电子显微镜(ESEM)对锌电极和锌铋合金电极浸蚀及放电后的形貌进行了表征. 结果表明: 电解液中添加适量的Carbopol树脂可明显提高电极的极化电阻, 显著降低电极的自腐蚀速率; 阳极的溶解电位出现不同程度的正移, 阳极过电位显著增大且大电流密度放电时较明显促进电极钝化. 锌电极中添加一定量的Bi对改善电极表面氧化物膜的沉积形貌和电极表面固液界面的传质条件, 减小电极的自腐蚀速率, 抑制电极自腐蚀等方面具有显著作用.     

酸性AlCl3-BMIC离子液体中的铝阳极溶解

采用线性扫描伏安法研究了Lewis 酸性AlCl₃-BMIC (BMIC: 1-butyl-3-methylimidazolium chloride)离子液体中铝电极的溶解. 铝电极在阳极极化时出现了钝化现象, 钝化是由于在铝电极表面形成了固体AlCl₃钝化膜造成的. 铝的电化学溶解过程可以依次分为三个区: 电化学控制区、过渡区和钝化区. 在电化学控制区, 铝的电化学溶解速率随着电位的正移而逐渐增加; 在过渡区, 由于电极表面AlCl₄^-和Al₂Cl₇^-浓度发生改变而析出固体AlCl₃使得铝电化学溶解速率随着电位的正移而逐渐减小; 当钝化膜形成之后, 铝的电化学溶解速率不再随着电位的正移而发生改变, 铝溶解进入钝化区. 增加搅拌、升高温度、降低离子液体AlCl₃摩尔分数都可以增加铝溶解阳极极限电流密度.     

酸性介质中碘离子在铂电极上的电化学氧化行为

采用循环伏安法研究了酸性介质中碘离子在铂电极上不同电位区间, 不同酸度下的电化学反应行为. 结果表明, 当极化电位较低(小于0.6 V(vs Hg/Hg2SO4))时, 碘离子在铂电极上发生2I--2e→I2电氧化反应, 反应产物通过I2+I-=I-3被进一步溶解, 整个反应属于E-C(electrochemical-chemical)模式. 电氧化过程中可以形成碘膜, 其也可以被碘离子溶解. 当极化电位升高至0.6 V(vs Hg/Hg2SO4)或以上时, 碘离子会直接电氧化为高价态碘化合物, I-+3H2O→IO-3+6H++6e, 而析出的碘膜并不发生再氧化反应; 在电化学还原过程中, 出现了两个还原峰, 分别对应于I2、I-3的还原反应; 在无碘膜时, 碘离子电氧化过程受溶液中碘离子的液相扩散步骤控制; 碘膜形成后, 主要受碘膜中碘离子的固相扩散控制; 酸度对于碘离子的电化学氧化过程有很大的影响, 其线性极化曲线的起峰电位及电流峰值电位均随酸浓度升高而负移.     

饱和NaCl溶液浸泡下混凝土试块中有机阻锈剂对钢筋腐蚀行为的影响

利用电化学阻抗谱(EIS)、半电池腐蚀电位(Ecorr)和宏观电池腐蚀电流密度(Icorr)测量技术,在饱和NaCl溶液浸泡的硬化混凝土试块中,研究了4种醇胺基阻锈剂对钢筋电极腐蚀电化学行为的影响和长期阻锈性能.在浸泡初始的100d内,与空白样相比,添加阻锈剂后钢筋电极腐蚀电位升高,阻抗膜值增大,腐蚀电流密度值降低,表明电极表面处于钝态,阻锈剂表现出良好的阻锈性能.随浸泡时间延长,电极腐蚀电位和阻抗膜值下降,腐蚀电流密度增大.浸泡后期,除添加醇胺基CI-4样外,电极电位和腐蚀电流密度与空白样相比无明显差别,表明电极由钝态转变为活性腐蚀状态.但添加CI-4样品,钢筋电极始终保持在钝化状态,阻锈性能最好.基于阻锈剂与Cl-间的竞争吸附,分析探讨了可能的阻锈机理.     

V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡与导电塑料复合电极上的反应机理

应用循环伏安、极化曲线和交流阻抗等电化学方法研究了V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡复合电极上反应的速控步骤.结果表明,V(Ⅳ)/V(Ⅴ)电对在石墨毡电极上的反应属准可逆过程,且氧化过程包含有后置化学转化步骤;该过程Tafel斜率的实验值为0.124,而理论计算的,以电化学步骤作为控制步骤的Tafel斜率约0.12,两者吻合很好,表明该氧化过程受电化学步骤控制;以等效电路拟合不同极化电位下的交流阻抗,得出该电化学反应阻抗远大于其他阻抗,意味着电化学过程可能是电极反应的控制步骤,与实验得到的极化曲线分析结果相一致.     

电位控制ZnO/表面活性剂复合多层膜在固/液界面上的自组装

通过控制固/液界面电极电位的方式, 控制表面活性剂和金属离子在电极表面的自组装, 制备出了高度取向的ZnO/表面活性剂复合多层膜. 对无机层形态和结构进行了分析, 并采用X射线反射率和X射线漫散射研究了电极电位控制下ZnO/表面活性剂复合多层膜在固/液界面的自组装生长. 结果表明, 在一定电位下, 只有当表面活性剂浓度低于其饱和吸附浓度时, 采用阶跃电位沉积方式才能明显改变复合薄膜的周期厚度; 恒电位沉积方式控制电极电位时, 随着沉积电位的提高, 多层膜层状结构由一组层状相变为多组层状相, 同时层状结构的取向变差. 实验研究结果验证了电化学自组装过程是由金属离子的还原速度和表面活性剂的吸附速度二者共同控制完成的.     

纳米纤维聚苯胺膜在不锈钢电极表面的生长过程

研究了脉冲电流法(PGM)聚合苯胺时, 纳米纤维聚苯胺(PANI)膜在不锈钢(SS)电极表面的生长过程. 用计时电位法和扫描电子显微镜(SEM)表征了聚苯胺生长过程的电化学特征和微观形貌; 并通过循环伏安(CV)法研究了苯胺的聚合速率. 结果表明, 聚苯胺的生长经历了两个阶段, 首先是在裸不锈钢电极表面上形成颗粒状聚苯胺, 此时聚合电位约为1.10 V, 经历了30 s后, 电极表面被一层颗粒状聚苯胺膜所覆盖; 在此基础上, 聚苯胺以纳米纤维状结构继续生长, 当颗粒状聚苯胺被纳米纤维状聚苯胺膜完全覆盖时, 聚合电位降至0.75 V左右并保持稳定.     

锂离子电池薄膜锡负极材料的制备及容量衰减机理研究

以电镀的方法在铜基底上沉积薄膜锡作为锂离子电池负极材料. 运用X射线衍射、扫描电镜、电化学循环伏安、电化学充放电和交流阻抗等多种方法对其结构和性能进行表征和研究. 结果表明所制备的薄膜锡电极主要为四方晶系结构, 其初始放电(嵌锂)容量为709 mAh•g^－1, 充电(脱锂)容量为561 mAh•g^－1. 电化学循环伏安研究发现在嵌/脱锂过程中薄膜锡经历了多种相变过程. 电化学阻抗谱结果说明, 首次嵌锂过程中当电极电位达到1.2 V在电极表面形成SEI膜, 而当电极电位低于0.4 V表面SEI膜出现破裂, 归因于体积膨胀所致. SEM研究表明30次充放电循环后薄膜锡负极出现龟裂现象.     

铜电极光电响应p型转变为n型的机理探讨

用动电位扫描和η（量子效率）～hv关系研究了钢电极在含或不含氯离子的硼砂－硼酸缓冲溶液中的电化学和光电化学行为.当溶液中不含氧离子时，铜电极呈p型光响应；相当量的氯离子存在时，光响应从p型转变为n型. 研究表明p→n的转型不是由于电极表面生成了化合物CuCl，而应归因于氯离子对Cu2O膜的掺杂.     

Application of Polytyramine Nanoparticles to the Corrosion Protection of Copper

Electrochemical polymerization of tyramine was achieved on copper electrode surface from tyramine in 0.3 M oxalic acid (pH=1.2) solution by using cyclic voltammetry technique. The formation of polytyramine nanoparicles (PTN) were characterized by cyclic voltammetry (CV), fourier transform infrared‐attenuated total reflectance (FTIR‐ATR) spectroscopy and scanning electron microscopy (SEM). The corrosion behavior of PTN coated copper was investigated by means of the change of open circuit potential with exposure time (E_ocp t), electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and anodic polarization curves in 3.5 % NaCl solutions at room temperature. The obtained results showed the shift of corrosion potential toward positive values for electropolymerized copper and a significant decrease in corrosion current and corrosion rate in comparison with bare copper, so that the PTNs coating could be used as an important protection against corrosion of copper.     

AMT在青铜-柠檬酸体系中的缓蚀行为及其机理

用电化学方法、红外反射光谱法研究AMT(2-氨基-5-巯基-1,3,4-噻二唑)在青铜 -5％柠檬酸体系中的缓蚀行为和机理.结果表明,AMT能有效抑制青铜在柠檬酸中的腐蚀,属 混合型缓蚀剂.红外反射光谱表明,膜的最外层结构为Cu(Ⅰ)AMT,AMT中-NH2参与一价铜的络 合反应,环上离氨基最近的N参与配位. 缓蚀机理归因于成相膜的形成.     

烯丙基硫脲和十二烷基硫醇对铜的缓蚀作用

用自组装技术在铜电极表面上制备了纯烯丙基硫服自组装膜，并以十二烷基硫 醇进一步修饰得到混合自组装膜。最后，将混合膜覆盖的铜电极浸入NaCl溶液中， 进行交流电处理，电化学交流阻抗谱和极化曲线测定表明，经过交流电处理后，在 0．5mol·dm^-3 NaCl溶液中，电荷传递电阻增大，腐蚀电流密度下降，膜的最大 覆盖度为98．6％，对金属铜腐蚀的续蚀效率为98．5％。而且，不论交流电处理与 否，混合自组装膜在较宽的电极电位范围内均表现出很强的稳定性。     

Electrochemical corrosion kinetics of cold spray copper composite coatings in a high potential region

In this paper, copper composite anticorrosion and antifouling coatings were prepared by a cold spray technique. Polarization experiments of the coatings were performed by rotating ring‐disk electrode technology at high potential. The electrochemical reaction mechanisms were proposed, and corresponding polarization kinetics models were built. Experimental results show that the copper and cuprous oxide formed corrosion microcells in the coatings, and the cuprous oxide did not alter the electrochemical reaction process of copper. In the high potential region (about 0.2–0.8 V), a CuCl film formed on the surface of the coatings was not damaged or broken down. The film played a role in corrosion protection. The currents in the high potential region increased relative to the limiting current 1. Because in the high potential region, was produced by the dissolution of the CuCl film and was oxidized to Cu²⁺. In addition to being oxidized to Cu²⁺, has the other two destinations, which were deposition as a CuCl film and diffusion to the solution bulk. The three processes were in parallel competition relations. In the limiting current 2 region, oxidation of was dominant. A rate‐controlling step of electrochemical dissolution of the coatings in the high potential region was the diffusion processes of and Cu²⁺. The electrochemical polarization kinetic models based on the reaction mechanisms established in this research accorded well to the experimental results. It demonstrated the rationality of polarization kinetics models and reaction mechanisms.     

Corrosion resistance of nickel coatings deposited from low-temperature nickel-plating electrolytes

The corrosion resistance of nickel coatings on a copper substrate, plated from low-temperature electrolytes based on acetates, tartrates, and isobutyrates, was studied by the methods of electrochemical impedance spectroscopy (EIS) and polarization curves. The tests were performed in a 0.3% NaCl solution. The nickel coatings exhibit high chemical activity, dissolving in the NaCl solution. The electrochemical step is the limiting step of the corrosion process.     

AZ31镁合金表面聚吡咯的化学氧化合成及其耐蚀性能

以对甲苯磺酸钠为掺杂剂, 三氯化铁为氧化剂, 用化学氧化聚合法在AZ31 镁合金表面制备聚吡咯(PPy)膜. 采用傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析了镁合金表面聚吡咯膜结构, 通过电化学极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)研究了其耐蚀性能, 通过扫描电子显微镜(SEM)、X射线能量散射谱(EDS)分析了表面形貌和成分. 和镁合金裸样相比, 聚吡咯膜对镁合金腐蚀有一定的抑制作用. 硅烷预处理改善了镁合金/聚吡咯体系的耐腐蚀性能, 使腐蚀电位较镁合金裸样正移了110 mV, 电流密度减小了约2个数量级.     

弱碱性介质中氯离子对铜电极腐蚀行为的影响

应用循环伏安法、X射线光电子能谱法、电化学阻抗谱法以及现场椭圆偏光法研究了在弱碱性介质中添加Cl－对铜电极腐蚀行为的影响.结果表明, Cl－的加入能加剧铜电极的腐蚀,使腐蚀电流以及现场椭圆偏振参数Δ的变化范围都增大1个数量级, Cl－对Cu2O的掺杂将使铜电极的表面膜变得疏松,膜的耐蚀性变差.椭圆偏光实验不仅与电化学和能谱实验的结果一致,而且还能定性地、清楚地分辨出铜电极腐蚀过程中Cu2O的生成、Cl－对Cu2O的掺杂、CuO的生成等不同阶段;同时,利用恰当的模型还能定量地确定各个阶段铜电极表面膜的组成、厚度的变化,从而为研究铜电极的腐蚀与防护机理提供更多有用信息.     

Novel strategy in enhancing stability and corrosion resistance for hydrophobic functional films on copper surfaces

A rod-like 1-dodecanethiol film assisted with the preferential adhesion of polydopamine was prepared on the non-etching copper surfaces by a simple dip-coating method. The formation and surface structure of the film were characterized by water contact angle measurement, scanning electron microscopy (SEM), and X-ray photoelectron spectroscopy (XPS). Once the 1-dodecanethiol film formed on the polydopamine-coated copper surface, the hydrophilic surface changed to hydrophobic. The corrosion behavior of the functional films was evaluated by the electrochemical impedance spectroscopy (EIS). The excellent corrosion resistance property could be ascribed to the compact film structure and good seawater stability for modified copper surface, especially in limiting the infiltration of Cl⁻.     

紫铜表面3-巯丙基三乙氧基硅烷薄膜的制备与耐蚀性能

利用傅里叶变换红外(FTIR)光谱分析了3-巯丙基三乙氧基硅烷分别在酸性和碱性的醇-水溶液中水解后以及在紫铜表面成膜后的结构特征. 利用极化曲线、电化学阻抗谱(EIS)和盐水浸泡实验测试了硅烷膜的耐腐蚀性能. 结果表明: 3-巯丙基三乙氧基硅烷在酸性溶液中能够发生一定程度的水解并生成Si―OH结构, 且当该溶液在自然状态下晾干后, 其水解程度进一步增大. 在碱性溶液中该硅烷只发生少量的水解, 溶液中含有较多SiOCH₂CH₃结构, 且在溶液自然晾干后水解程度也没有明显增大. 由酸性硅烷溶液制得的薄膜中硅烷分子以Si―O―Si 键相互交联的程度比由碱性硅烷溶液制得的薄膜高. 硅烷膜降低了紫铜电极的腐蚀电流密度, 其保护效率分别为90.3%(酸性)和79.2%(碱性). 在3.5% (w) NaCl溶液中浸泡24 h后, 由酸性溶液制得的薄膜表现出更高的阻抗值, 而由碱性溶液制得的薄膜则基本失去了对基底的保护能力.