黄铜矿在含铁酸性介质中氧化过程的电化学研究

以天然黄铜矿为研究对象,运用开路电位,循环伏安曲线,Tafel极化曲线和交流阻抗(EIS)等电化学手段,对在硫酸介质中三价铁离子对黄铜矿的氧化过程的电化学行为进行了研究.结果表明,黄铜矿在酸性介质中的氧化可能通过两步反应完成,第一步中电极表面形成了一层主要成分是含硫中间产物的钝化膜,第二步则是黄铜矿主体的氧化.Fe3+离子有助于黄铁矿的直接氧化,在黄铜矿的溶解过程中起到了重要作用.极化曲线测量的结果显示随着溶液中Fe3+离子浓度的增加,黄铜矿的极化电流也在增加,黄铜矿也更容易进入钝化阶段.同时,交流阻抗对Fe3+离子浓度改变的响应也很敏感.     

混合煤矿酸性水中金属元素的迁移行为

煤矿酸性水在与其它矿井水混合的过程中,pH由2.76升至3.85,高浓度的Fe离子形成新的胶体沉淀,并与悬浮颗粒物共同影响煤矿酸性水中金属离子的迁移特性。在煤矿酸性水混合实验中,Fe、Cr和Pb离子最终浓度比理论平均浓度分别降低了45%、38%和28%,比实验初始浓度分别降低了3.2%、3.8%和52.4%;而Al、Mn、Cu、Zn、As、Cd、Co、Ni和Cs离子最终浓度均高于理论平均浓度和实验初始浓度。实验结果表明:酸性矿井水中的悬浮颗粒物在溶液离子强度降低时向混合溶液中释放了Al、Mn、Cu、Zn、As、Cd、Co、Ni和Cs;然而悬浮颗粒物和新生成的Fe胶体对Cr和Pb具有强烈地吸附作用。     

不同破损程度下军用车辆镀锌钢板腐蚀行为研究

目的研究军用车辆不同破损程度下的镀锌板腐蚀行为。方法以3.5%Na Cl溶液为实验介质,利用开路电位、电化学阻抗谱及动电位极化曲线技术进行研究。结果镀锌钢板的开路电位比基板低约0.3 V,镀层腐蚀速度随着破损率的增加逐渐增大,基板的腐蚀速度最低。结论镀锌层的腐蚀对破损试样基体起重要的保护作用。     

载银TiO2催化剂上Aroclor1260的光催化降解

以载银TiO2为催化剂,以紫外光为激发光源,考察了溶液的pH值和溶液中Fe3+﹑Fe2+﹑Mn2+等金属离子浓度对Aroclor1260降解速率的影响.结果表明,酸性条件更有利于Aroclor1260的光解作用,而且多数PCB单体在pH值为4时有最大的光解速率.所考察的3种金属离子对于Aroclor1260的光解作用都有较大的影响.其中Aroclor1260的光催化降解速率随Fe3+离子浓度的变化符合表观一级反应动力学规律;Fe2+和Mn2+的影响作用十分相似,并呈U型影响趋势,即低浓度的促进作用和高浓度的抑制作用.     

模拟酸雨大气环境中Cl-浓度对镀锌钢腐蚀行为的影响

目的研究模拟酸雨环境中Cl-浓度对镀锌钢腐蚀行为的影响与作用机理。方法以p H为3.05的模拟酸雨溶液作为空白溶液,在每升空白溶液中分别加入0.01,0.1和0.5 mol的Na Cl,浸泡3天和7天后取出试样,进行形貌、成分分析以及电化学分析。结果浸泡后镀锌钢表面形成的腐蚀产物主要为Na Zn4SO4Cl(OH)6·6H2O。随着溶液中Cl-浓度的增加,镀锌钢的腐蚀电位逐渐减小,腐蚀电流密度逐渐增大,阻抗值逐渐减小。结论通过不同时间的浸泡,随着溶液中Cl-浓度的增加,镀锌钢表面腐蚀产物对基体都有一定的保护作用,但保护作用逐渐减小,尤其在浸泡3天时的变化最明显。     

Fe-PTFE-nano-PbO_2/Ti电极电催化氧化对硝基酚废水研究

研究了模拟废水对硝基酚(p-NP)的电化学降解情况,实验中以Fe-PTFE-nano-PbO2/Ti为阳极,石墨为阴极,讨论了电流密度、p-NP初始浓度、电解质(Na2SO4)浓度、溶液初始pH这些因素对p-NP降解的影响。实验表明,电流密度越大,生成的·OH更多,去除效果越好;p-NP初始浓度越小,电解速度高于扩散速度,反应速率越快,浓度越高,产生的更难降解的与p-NP竞争有机物中间产物越多,反应速率越低;Na2SO4浓度越大,SO42-产生的中间产物因具有氧化作用,在一定浓度范围内促进有机物的降解;溶液pH越小,析氧电位越低,越不容易发生析氧副反应,提高降解效率,有利于有机物降解。实验中电流密度20 mA/cm2,p-NP起始浓度100 mg/L,Na2SO4浓度0.02 mg/L,pH为5.1时条件最优,有机物降解效果较好,120 min时p-NP去除率99.23%,COD去除率77.38%,矿化率较高。     

高温耐磨粘结铜除铜工艺研究

目的获得经济且环境友好型化学溶解高温耐磨粘结铜的工艺。方法采用正交实验获得化学溶解除铜的最佳工艺参数,利用电化学手段测试铜及炮管基体在两种溶液体系最优配方中的E-t曲线和极化曲线,通过连续失重法分析铜在腐蚀溶液中的腐蚀溶解规律,并观察溶解后的表面形貌。结果化学溶解除铜工艺最优配方分别为过氧化氢-柠檬酸(H2O2(质量分数为0.8%)+C6H8O7(质量浓度为6 g/L)+温度θ为30℃+pH值为10)、溴酸钾-柠檬酸(KBrO3(质量浓度为30 g/L)+C6H8O7(质量浓度为30 g/L)+温度为30℃+pH值为10)。腐蚀溶解初始阶段,铜基体表面氧化膜逐渐溶解破坏,腐蚀电位变负,溶解速率加快,随后铜基体裸露,进入稳定溶解过程,反应速率逐渐趋于稳定。在溴酸钾-柠檬酸体系中铜的自腐蚀电流密度比过氧化氢-柠檬酸体系中高2个数量极,表现出更强的阳极活化能力和腐蚀溶解速度。结论铜在两种溶液体系中表现出快速稳定的溶解速度,炮管基体的腐蚀速率比铜小2~3个数量级,具有良好的耐蚀能力。     

氧化亚铁硫杆菌的分离及生长特性研究

从酸性矿坑水中分离得到3株细菌S1、S2和S3,经16S rRNA序列分析,S3为氧化亚铁硫杆菌(Thiobacillusferrooxidans)。对S3菌,选取初始Fe2+浓度和初始pH值为影响因子,设计正交试验,通过测定培养过程中pH值、氧化还原电位Eh、Fe2+浓度和总Fe浓度的变化,并计算Fe2+氧化速率,研究初始Fe2+浓度和初始pH值对细菌生长的影响。     

不同阴离子对Fe0还原硝酸盐的影响

通过批实验,考察了4种无机阴离子(HCO-3、SO2-4、Cl-和PO3-4)和3种有机阴离子(C2O2-4、C6H5O3-7和CH3COO-)对Fe0还原NO-3的影响.结果表明,除PO3-4外,其它离子都能不同程度地促进NO-3的还原,促进程度与其浓度有关.由于PO3-4与铁及其腐蚀物具有强吸附作用,占据了活性点位,从而明显抑制了NO-3的还原;而其它无机离子由于与Fe(Ⅱ)/Fe(Ⅲ)的络合作用而促进铁的腐蚀,同时它们与铁氢氧化物形成的绿锈也有助于NO-3的还原.有机离子主要因为络合作用促进了铁腐蚀而加快NO-3的还原,也存在部分有机离子由于在铁表面的吸附作用占据活性点位而不利于硝酸盐还原的情况,但前者作用更强.在所有体系中,NO-3还原的主要产物是氨,NO-2-N只在前期有少量积累,随后降低到1.0mg·L-1以下.由于加入离子的络合作用,增加了可溶性铁的含量,尤其是添加有机阴离子的处理中可溶性铁最高时达246.2mg·L-1.反应后的溶液中检测到的三氮(NO-3-N、NO-2-N和NH+4-N)之和只有理论总氮的50%～80%.在所有体系中,NO-3还原基本符合一级反应动力学.本研究结果有助于了解水和废水中常见阴离子对Fe0还原NO-3的影响大小和作用机理,为实际应用提供理论参考.     

地下水中铁、锰离子臭氧处理技术的研究

臭氧处理能够有效去除地下水中的铁、锰离子,是提高饮用水品质的环保工艺之一.本文使用臭氧发生器和金属离子氧化装置,对配制有2.6 mg/L Fe2+和1.0 mg/L Mn 2+的模拟地下水进行臭氧处理,系统地研究了臭氧浓度、溶液pH值、反应温度、絮凝剂类型及用量、碳酸氢盐浓度等工艺参数对金属离子去除率的影响.实验结果表...     

高流速海水中舰艇常用材料腐蚀实验研究

介绍了舰艇常用材料在海水环境动态高流速条件下自然电位、自然腐蚀率、电偶腐蚀等多方面的腐蚀实验方法及实验结果,得出了舰艇常用系列材料在动态海水中的腐蚀基本数据以及变化规律,为在舰船设计中材料的选择及腐蚀防护方案的制定提供参考。     

铝合金在流动海水中的腐蚀行为

对5种铝合金在流动海水中的腐蚀行为进行了研究。研究结果表明：在静止海水中．铝合金的耐蚀性与其自然腐蚀电位值存在一定的相关性，电位越负越耐蚀。在流动海水中，铝合金比普通碳钢和紫铜耐蚀，特别是铝镁系和铝镁锰系合金，可以与90／10铜镍合金媲关。但必须严格避免与电位较正金属偶合使用，越耐蚀的铝合金越容易遭到电偶腐蚀的危害。铝铜系和铝锌镁系合金，由于在流动海水中具有明显的剥落腐蚀敏感性，不宜用于流动海水腐蚀环境。     

铸铁在流动海水中的腐蚀行为

总结了笔者曾经进行过的3次有关铸铁在含沙流动海水中的腐蚀试验研究工作.研究结果表明：在腐蚀速率方面,铸铁与普通碳钢相似;但在腐蚀形貌方面,局部腐蚀倾向比普通碳钢明显减轻.灰铸铁添加3%的镍,不能改善其在含沙流动海水中的腐蚀行为,反而增大了局部腐蚀敏感性.镍的质量分数超过7%的铸铁在含沙流动海水中的耐蚀性能显著提高.其腐蚀率随镍含量的增加而明显降低,且没有点蚀发生.添加铬虽然能降低其腐蚀率,但局部腐蚀敏感性显著增大.     

锈层对船体钢耐腐蚀性能影响研究

选择5种不同类型的船体钢,在3%(质量分数)NaCl溶液中浸泡1 a,用金相显微镜观察内、外锈层形貌特征和腐蚀形貌,分析锈层下钢的腐蚀特征;记录自腐蚀电位(OCP)的变化,评价锈层对腐蚀倾向性的影响;利用电子探针(EMPA)分析锈层的形貌和内锈层元素分布;通过计算质量损失得到钢的平均腐蚀速率。结果表明,外锈层对钢腐蚀的影响较小;内锈层的缺陷与钢腐蚀形貌中的腐蚀坑对应;当钢中的Ni和Cr元素含量较高时,由于Cr元素在其内锈层和基体交界面富集,其平均腐蚀速率最小。     

X70钢在碳酸氢钠溶液中的腐蚀行为研究

通过电化学试验方法对X70钢在NaHCO3溶液中的腐蚀行为进行了研究.实验结果表明,当NaHCO3质量分数低于0.10%时,极化曲线呈现阳极活化溶解过程,高于0.10%时阳极极化出现钝化过程,并且在-0.6 V(vs.SCE)左右出现了一个新的小电流峰.通过对交流阻抗谱分析发现,高频区均是由略偏离半圆的容抗弧组成,并且实部有所收缩.HCO3-的还原反应在阴极过程中起主要作用,整个过程受极化控制.X70钢在NaHCO3溶液中的腐蚀速度随着NaHCO3质量分数的增大而增大,在试验结束后,对试样表面的腐蚀形貌进行了观察,并利用XRD分析出腐蚀产物主要为FeO(OH)和Fe3O4.     

X80钢在库尔勒和高pH值土壤模拟溶液中的腐蚀行为

通过浸泡质量损失法、动电位极化和交流阻抗等方法研究了X80管线钢在库尔勒和高pH值（0.5mol/L Na2CO3＋1 mol/L NaHCO3）土壤模拟溶液中的腐蚀行为,并对宏观腐蚀形貌进行了观察,采用X-射线衍射仪测试了腐蚀产物膜的组成。结果表明,X80管线钢在高pH值土壤模拟溶液中腐蚀很轻微,而在库尔勒土壤模拟溶液中则发生了严重的腐蚀,其腐蚀速率约是高pH值土壤模拟溶液中的3倍。这主要是因为X80管线钢在库尔勒土壤模拟溶液中表现出活性溶解状态,形成的腐蚀产物膜疏松、易脱落,保护性很差;在高pH值土壤模拟溶液中则很容易钝化,形成的碳酸亚铁腐蚀产物膜具有一定的阻隔效应,产生了明显的保护作用,腐蚀速率因此很低。     

Microstructure,corrosion behavior,and microhardness of plasma-sprayed W–Ni composite coatings

Commercial tungsten powder of average particle size 12 μm was mixed with 10 wt% Ni powder and plasma sprayed on a SUS304 stainless steel substrate. W–Ni composite coatings have been sprayed at different Ar plasma gas flow rates of 120, 150, and 170 l/min and different Ar carrier gas flow rates of 5, 8, and 10 l/min. The microstructure and phase structure of the sprayed coatings were investigated using a scanning electron microscope (SEM), X-ray diffraction (XRD), and an energy dispersive spectrometer (EDS). Corrosion tests were performed for the sprayed W–Ni coatings in a 3.5% NaCl solution using an electrochemical polarization method. It was found that the W–Ni coatings sprayed at a higher Ar gas flow rate showed higher corrosion resistance compared with coatings sprayed at a lower gas flow rate. A more positive value of the corrosion potential and a lower value of the corrosion current are observed for coatings sprayed at a higher Ar gas flow rate.     

45~#钢在西双版纳大气环境下的腐蚀研究

目的研究西双版纳热带雨林地区大气环境下材料的初期腐蚀行为。方法使用45#碳钢在西双版纳大气环境下进行1年的大气暴露腐蚀试验,并利用质量损失分析、SEM、XRD和FTIR等技术,分析45#碳钢在西双版纳大气环境下暴露1年的腐蚀行为。结果 45#碳钢的腐蚀产物以γ-FeOOH,Fe(OH)3和Fe3O4为主,并有少量的α-FeOOH。结论西双版纳大气环境腐蚀性为C2级。在暴露1年的时间内,锈层化学稳定性随试验时间的延长逐渐增强,对基体的保护性逐渐加大。     

5083铝合金在3%NaCl溶液中的微区电化学特性

目的对5083铝合金在海水环境下的腐蚀行为进行深入的探索。方法在3%Na Cl溶液条件下,通过扫描振动电极技术(SVET)对5083铝合金的微小区域进行了原位测量,得到表面区域电位梯度的变化情况,结合交流阻抗测试,以及扫描电镜和能谱分析等方法,研究5083铝合金腐蚀的发生、发展机理。结果由于Zn和S等元素的偏析,腐蚀过程中,夹杂物等第二相周围优先溶解,致使铝合金基体裸露在溶液中。随着反应的持续形成点蚀,腐蚀电流使腐蚀区域的电位高于基体电位。浸泡3 h,最大电位差为15.72 m V,浸泡5 h,最大电位差达到20.06 m V。结论 5083铝合金在海水环境下夹杂物的周围优先溶解,然后是电位高于基体电位的第二相发生溶解,同时钝化膜破裂处也发生腐蚀,最终这些区域形成点蚀。     

夏季南海气溶胶微量元素浓度、溶解度及干沉降通量

搭载国家自然科学基金委南海东北部共享航次（NORC2017-05），于2017年6月9日-8月11日在南海东北部采集气溶胶样品，使用淋溶装置得到气溶胶中微量元素（Al、Fe、Ti、Cr、V、Ba、Mn、Co、Ni、Pb、Cu、Zn）的溶解态浓度和溶解动力学曲线，混酸消解后用高分辨率电感耦合等离子体质谱测得其总浓度，并计算溶解度和干沉降通量.结果表明，夏季南海北部气溶胶中微量元素溶解态浓度、总浓度和干沉降通量均小于大多数陆架边缘海.微量元素溶解度相对较大，原因主要是气溶胶颗粒经过长距离输运后粒径较小，且经历的大气酸过程和云过程对元素溶解度影响显著.气溶胶中微量元素在Milli-Q水中25 min左右达到溶解平衡，后续以pH=2的HCl淋溶.酸淋溶过程中大部分微量金属的溶解度略有增加，约占水溶出量的30%~50%，而Pb在酸溶液中显著溶出，酸溶出量可达水溶出量的140%，表现出潜在的环境效应.夏季大气气溶胶输送的Fe占南海东北部混合层溶解态Fe的0.13%~6.00%，对浮游植物初级生产具有一定的支持功能.