硫酸盐的测定——交流示波极谱滴定在海水分析中的应用(Ⅱ)

采用交流示波极谱滴定法研究海水中硫酸盐的直接测定法。在pH8的乙二胺—盐酸底液中,以标准K_2Cr_2O_7溶液滴定适当过量的钡,由微过量的Cr_2O_7~(2-)(或CrO_4~(2-))在交流示波极谱图上产生的切口指示滴定终点。方法准确快速.测定标准海水和卤水中的SO_4~(2-)的回收率分别为98.11±0.67和100.03±1.1％。相对标准偏差小于1％。     

Zn-Al合金镀层低铬钝化膜的组成和耐蚀性

目前，在中国采用热浸镀Zn及其合金一直是防止钢材在自然环境中腐蚀的最经济有效的方法，为了提高镀层的防腐和涂装性能，往往在其表面进行钝化处理。传统的镀锌层钝化处理工艺均采用高浓度的铬酸盐溶液， 这对环境污染和人体的危害较严重。随着环境保护问题日益引起人们的重视，在传统的高铬钝化基础上，低浓度铬酸盐钝化开始步入实用性阶段(吴双成，1996；卢燕平等，1995)。但是，目前低铬钝化研究主要集中于热浸镀Zn或电镀Zn镀层，而合金镀层由于化学稳定性高，与铬酸溶液自发反应能力差，无法采用常规的低铬钝化方法处理，有关这方面的报道目前尚少。王洪仁(1998)对Zn-Al合金镀层的低铬钝化处理进行了有益的探索，获得了一个优化的低铬钝化配方和稳定的钝化工艺，并成功地应用于热浸镀Zn-Al合金镀层的表面防锈处理；实验证明，海水在模拟浸泡6个月后，钝化处理Zn-Al合金镀层的腐蚀失重比未钝化样品降低65.9%，表明低铬酸盐钝化使Zn-Al合金镀层的耐海水腐蚀性能得到显著提高(Li Y et al.，2001)。本文作者在前人基础上对Zn-Al合金镀层低铬钝化膜的组成和耐盐雾腐蚀性进行了研究，并初步探讨了钝化膜的形成过程及其耐蚀机理。对Zn-Al合金镀层低铬钝化处理技术的研究，不仅大大降低了对环境的污染和人体的危害，也是在低铬钝化研究方面的重大突破，具有十分重要的意义和实际应用价值。     

新型船用耐蚀Al-2.6Mg-1.7Si-X合金及其耐蚀钝化膜的特性研究

高性能耐蚀材料的研究是舰船装备性能提升的最基础因素,其中,耐蚀铝合金是船舶舰艇建造过程中的重要材料,其综合性能对于武器装备的战术技术性能和安全可靠性具有重要影响。采用第一性原理和电化学方法,分析了新型高强耐蚀 Al-2.6Mg-1.7Si-X 铝合金在海洋环境下的半导体特性及电化学特性。结果表明：Al-2.6Mg-1.7Si-X 合金在海水中形成的致密、连续、稳定的耐腐蚀膜层,抑制了电子和空穴从半导体膜向溶液的迁移,提高了合金的耐蚀性。Mg3p 和 O2s 态电子是影响合金腐蚀电流大小的主要原因。此结果可为相关材料的研发及替代提供依据。     

铜合金在海水中电化学阻抗谱特征研究

利用电化学阻抗谱(EIS)对紫铜和铜镍合金在静止、洁净海水中表面成膜的过程进行了监测，根据不同阶段的EIS特征建立不同等效电路模型进行拟合分析。获得了铜合金基体及其表面膜层对应的界面电化学信息参数，通过比较3种金属(B10，TUP，B30)表面膜层随时间变化的差异。探讨了合金成分对表面成膜过程的影响。结果表明。浸泡前期B10和TUP的耐蚀性较差，但随着海水中浸泡时间增加，三者的耐蚀能力逐渐接近。TUP的EIS显示了其表面内、外膜层信息。B10表面膜层的成长速度和稳定性均不如B30，反映出合金中镍含量的增多，增加了铜镍合金表面成膜产生钝化的效应。     

外源添加物对海底沉积物微生物燃料电池性能的影响

以天然海泥(BMFC-0)、外添加葡萄糖的海泥(BMFC-1)和外添加丹皮酚的海泥(BMFC-2)作为底物构建海底沉积物微生物燃料电池(BMFCs),研究外源添加物对BMFCs电池性能及电极性能的影响。结果表明,丹皮酚对海泥中微生物具有明显抑制作用,葡萄糖提高海泥中微生物的产电性能。通路状态下,BMFC-1的阳极电位低于BMFC-0,BMFC-2的阳极电位高于BMFC-0。电化学研究结果表明,BMFC-1阳极生物膜中产电菌电化学活性高于BMFC-0,而BMFC-2产电菌的电化学活性受到抑制;BMFC-1和BMFC-2的阳极相对动力学活性分别是BMFC-0的1.91倍和0.67倍。BMFC-1的平均输出功率密度为7.294m W/m2,分别是BMFC-0(0.875m W/m2)和BMFC-2(0.106m W/m2)的8.3和68.8倍。根据添加物对阳极表面生物膜电容特性影响的分析,提出阳极表面电容性质对电极及电池性能影响的独特机理。     

高效铝合金牺牲阳极的研究

在铝中添加合金元素Zn,Mg,In,Ga,Ca,利用正交设计方法,研制出一种高效的铝合金牺牲阳极,它在海水中的电流效率达95.6％,电位为-1.09V(SCE)。并研究了合金元素In,Ga,Ca对铝合金电化学性能的影响及阳极活化机理。     

铝基牺牲阳极溶解性能电化学评定法的研究

本文提出了一个电化学方法来对铝基牺牲阳极在海水中的溶解性能进行定量描述。该法是将阳极试样在恒温的海水中用恒电位仪极化到一定电位,然后测其时间-电流曲线,用求积仪计算库仑密度。发现库仑密度与阳极表面溶解状态之间有很好的对应性,因而可以用来定量描述阳极的这一性能。     

耐磨耐蚀的表面“一次”喷涂层

传统的金属涂层喷射工艺分为两步进行:首先喷涂一层特殊的粘结剂,然后再给被涂材料穿上一件牢固的金属外衣。随着METCO402合金的出现第一个步骤所耗用的时间、精力和成本等均得以节省。这是一种本身具有粘结作用的材料,可利用普通喷枪薄薄地将其涂复于需加以保护材料的表面。这种表面喷涂层具有较高的硬度耐蚀性能。     

天然海水中四种铜材腐蚀特征电位与pH的关系

在海水腐蚀过程中,铜合金表面生成氧化膜,这种膜能减缓和阻滞合金的进一步溶解,使合金具有良好的抗蚀性能。同时它的腐蚀产物对海生物有一定的毒害作用,使得合金具有防海洋生物附着的能力。由于海洋环境和合金成分的不同,氧化膜的性质有着明显的差异,因而人们越来越重视氧化膜的形成条件、生长过程以及抗蚀性的研究。     

实际海洋条件下铝基牺牲阳极性能研究

铝基牺牲阳极是防止钢铁结构(尤其是海水中的)腐蚀的有效材料，它比镁基、锌基阳极具有更多的优越性，在某些方面也比外加电流阴极保护法为好。所以近十几年来，在国外有了很大的发展。在我国，科学工作者也做了不少研究，并已开始应用。但是，有关阳极的各项性能参数，过去大部分是在实验室条件下测定的，至于在海洋工程实际应用条件下的各项参数及其与海水物理化学性质之间的关系，则尚未见报道。本工作是在室内研究的基础上进一步在实际海洋条件下进行的研究。通过此研究，弄清了主要合金成分和有关海水物理化学因素对阳极性能的影响以及工程设计中应注意的问题。     

聚苯胺基改性阳极在海底沉积物微生物燃料电池中的应用及其电化学性能

本文采用电化学聚合法在碳毡表面沉积制备聚苯胺基改性阳极。通过傅里叶变换红外光谱(FT-IR)进行成分表征,用光学显微镜对改性电极表面形貌进行表征,并进行了一系列电化学测试。结果表明,聚苯胺和聚吡咯优异的电化学性能使电池的抗极化性能得到提高,最大输出功率密度提高了3倍左右,电池的整体性能得到改善。最后探讨了聚苯胺基改性阳极的作用机理。     

联合法制取低硼海水镁砂的研究

降低海水镁砂中硼的含量有许多方法,例如碱洗法、过碱法、吸附法和选择性吸硼树脂法等。我们先采用吸附法制得低硼海水(含B_2O_33ppm),再用改良过碱法进一步降低硼含量,可制得含B_2O_3为0.01—0.02%的低硼海水镁砂。比较结果,联合法降硼比单一法降硼优越。 用Mg(OH)_2作吸附剂,吸硼后变为含硼沉淀,经过碱洗脱硼后,可循环使用。     

热浸镀用锌及锌铝合金的恒电流电化学性能

在海水腐蚀过程中，热浸镀层金属(或合金)对钢铁基体的阴极保护作用是很重要的因素，只有驱动电位大且稳定、电流效率高、表面腐蚀均匀的镀层才能保证钢材在海水中使用长久。作按照国标GB／T171848-1999的要求对几种典型的热浸镀用锌及锌铝合金测试了开路电位、工作电位，计算了电流效率，观察了腐蚀产物脱落情况及腐蚀均匀性，评价了各种典型镀层金属(合金)的电化学保护性能。研究表明，Zn的电化学性能最好，Zn-55A1-1．6Si合金的电化学性能最差，Zn-5Al-0．2RE、Zn-5Al-0．1Mg、Zn-6Al-3Mg、Zn-11AL-3Mg-0．2Si、Zn-25AL-0．2Mg-0．2Si和Zn-25Al-0．2RE-0．2Si合金介于二之间。     

不锈钢表面纳米SnO2/TiO2复合薄膜制备及防腐蚀性能

采用溶胶凝胶法在不锈钢基体(304ss)上制备叠层式纳米SnO2/TiO2复合薄膜。使用X射线衍射(XRD)、扫描电子显微镜(SEM)表征纳米复合薄膜材料的晶体结构和微观形貌,通过交流阻抗技术(EIS)和极化曲线(Polarization Curves)电化学方法研究不锈钢表面纳米复合薄膜在模拟海水体系中的腐蚀行为。结果表明:制备叠层式纳米复合薄膜TiO2为锐钛矿型,SnO2为金红石型;不锈钢表面构筑叠层式纳米SnO2/TiO2复合薄膜颗粒粒径小,分布均匀且表面致密。电化学测试表明,叠层式纳米SnO2/TiO2复合薄膜阻抗值高于TiO2薄膜,且对不锈钢基体阳极反应有明显钝化过程,具有良好防腐蚀性能;同时叠层式纳米SnO2/TiO2复合薄膜存在最优叠加SnO2层数,叠加3层SnO2的纳米SnO2/TiO2复合薄膜电极防腐蚀性能最佳。     

添加钛元素对热浸镀锌层性能的影响

为研究耐蚀性更高但生产成本与传统热镀锌成本相当的新镀层,制备了添加微量钛元素的热浸镀锌层,分别从表观质量、镀层厚度、电化学测试、盐雾腐蚀试验和全浸实验考察了添加微量钛元素对热浸镀锌层性能的影响,扫描电镜观察盐雾试验后镀层表面形貌。结果表明,添加微量钛以后镀层表观质量有所提高,镀层厚度明显减薄,镀层在海水中耐蚀性能提高。微量钛添加量为0．03％～0．04％时耐蚀效果最佳。     

我国低纬度海水中O_2最大值的初步研究

作者在1985、1986和1987年对南沙海域3个航次的综合调查中发现,20—75m水层中普遍存在着O_2垂直分布中的最大值,最大值的位置在温跃层的下界附近,在叶绿素最大值和光束衰减系数最大值的上方,O_2最大值处同时出现P_(CO_2)最小值及pH最大值,这些现象用已有的关于中高纬度海区海水中O_2垂直分布最大值的理论似难以进行确切的解释。 本文阐明了我国低纬度海区海水中O_2垂直分布最大值是由于内波维持了涡动混合,形成了适合生物生长的环境及生物的成层分布,基于光合作用的结果加上温跃层的阻碍作用而形成O_2最大值。     

高温海水中复合缓蚀剂的缓蚀性能及缓蚀行为研究

利用失重法,电化学法和扫描电镜法研究了自制复合缓蚀剂(壬基酚聚氧乙烯醚磷酸酯、聚磷酸盐、羟基乙叉二膦酸、硫酸锌、葡萄糖酸钙)对G105钢在高温海水中的缓蚀性能及缓蚀行为.结果表明:当缓蚀剂浓度为150 mg/L时,70℃的缓蚀率达98.1%,90℃为95.2%;该复合缓蚀剂是一种阳极型缓蚀剂;缓蚀剂在电极表面的成膜过程随时间变化表现为3个不同的阶段:缓蚀剂膜生长过程、致密缓蚀剂膜存续过程和缓蚀剂膜衰减过程.     

化感物质抑制短裸甲藻的机理研究

文章通过研究邻苯二甲酸二丁酯(DBP)对短裸甲藻的活性氧自由基(ROS,主要为H_2O_2)水平、过氧化标志产物丙二醛(MDA)含量以及对细胞亚显微结构的影响,初步揭示DBP抑制短裸甲藻的机理,为沿海赤潮的控制和有效防治提供有力的支持。研究结果表明,DBP通过引起短裸甲藻细胞内活性氧自由基的过度积累而引起膜质过氧化,与不添加DBP的对照组相比,在低浓度DBP(0.1mg/L)的影响下,H_2O_2含量前48h变化比较平稳,48h以后逐渐下降。而在高浓度DBP(10mg/L)的影响下,H_2O_2含量变化波动明显,暴露72h后,H_2O_2含量达到248.24nmol·(10~7cells)~(-1),约是对照组的4.67倍。过氧化标志产物MDA在低浓度DBP(0.1mg/L)处理后暴露24h分别出现峰值0.23μmol·(10~9cells)~(-1)、0.28μmol·(10~9cells)~(-1),高浓度DBP(10 mg/L)处理MDA含量24h后持续上升,72h时高达0.351μmol·(10~9 cells)-1,约是对照组的2.32倍。同时DBP可以引起短裸甲藻细胞结构受损,表现在叶绿体、线粒体等细胞器变模糊,细胞空泡化,原生质膜皱缩,细胞脂质体(黑色颗粒)明显增多等,初步认为过氧化损伤为化感物质作用机理。     

近海海洋石油平台导管架喷涂金属层防腐

锌、铝及其合金涂层对钢铁的防护,不仅对阴极起保护作用(Gartland,1987),对涂层本身也具有良好的抗腐蚀性能。此外,涂层中金属微粒表面形成的致密氧化膜,也起到了防腐蚀的作用。在不同大气环境下,锌、铝有良好的耐蚀性,其腐蚀速率比钢铁要低得多(李言涛,1998)。采用热喷涂锌、铝及其合金涂层对钢铁构件和构筑物进行长效防护早在20世纪20年代就已开始应用,至今仍是普遍采用的防护措施,并在继续发展(李守本等,1989)。20年代初,法国首先用于海水闸门的防腐;40年代美国用于墨西哥湾的海上井架和海上输油管以及舰船的防腐;60年代英、法、德等国…     

合金元素对低合金钢耐腐蚀性能影响的研究

关于钢铁在海洋环境中的耐蚀性很早就有人研究,但钢的耐腐蚀性能与合金元素关系的报道则较少。1951年,美国首先研制了Ni-Cu-P系耐海水钢,结果表明,海洋用钢的耐腐蚀性能与合金元素之间的关系随海洋环境的不同而有很大差异(侯保荣、张经磊，1980);相同的合金元素对钢铁在浪花飞溅区和海水全浸区耐腐蚀性能的效果亦明显不同;对于从海底泥土中开始,穿过海水全浸区、潮差区、浪花飞溅区一直到海洋大气区的垂直海洋构造物(例如海上采油平台,钢柱码头等)来说,其合金元素的影响效果也完全不同(門智、渡辺常安,1976;侯保荣,1981)。有人还提出,某种合金元素能够提高钢材在浪花飞溅区的耐腐蚀性能,但对海水全浸区的作用不明显,甚至使腐蚀速度加快(内藤浩光等,1975)。 为了研究合金元素与钢材腐蚀性能的关系,作者使用了含各种不同合金元素的50余种钢材,用电连接的方法进行实验研究。将每种试片分别挂于海洋大气区、浪花飞溅区、潮差区和海水全浸区,分别进行90天至2年的试验。本文仅对其中实验条件完全相同的18种低合金钢材的实验结果进行分析讨论。