烟酸在铁钝化膜层表面的吸附机理

田惠文 李伟华 王大鹏 侯保荣

引用本文: 田惠文, 李伟华, 王大鹏, 侯保荣. 烟酸在铁钝化膜层表面的吸附机理[J]. 物理化学学报, 2012, 28(01): 137-145. doi: 10.3866/PKU.WHXB201228137 shu
Citation:  TIAN Hui-Wen, LI Wei-Hua, WANG Da-Peng, HOU Bao-Rong. Adsorption Mechanism of Nicotinic Acid onto a Passive Iron Surface[J]. Acta Physico-Chimica Sinica, 2012, 28(01): 137-145. doi: 10.3866/PKU.WHXB201228137 shu

烟酸在铁钝化膜层表面的吸附机理

  • 基金项目:

    国家自然科学基金(51179182) (51179182)

    山东省青岛市市南区科技发展基金(P2010-1-ZH-005) (P2010-1-ZH-005)

    山东省博士后基金(BS2009HZ002) (BS2009HZ002)

    香港王宽诚教育基金(20061231)资助项目 (20061231)

摘要: 循环伏安法结合原位拉曼光谱的表征结果表明, 烟酸在铁钝化膜层表面的吸附行为归因于其具有形成稳定膜层复合物的性能, 烟酸将间隙离子Fe 转化为稳定的晶格离子Fe, 从而降低铁钝化膜的溶解性. 旋转电极电化学晶体微天平的分析结果表明烟酸在活化态和钝化态铁表面的吸附行为遵循Langmuir-Freundlich 热力学规律, 并由此计算出过程中的吸附常数、标准自由能和非均质分布常数. 研究认为有机分子在钝化膜表面为化学型吸附, 可导致钝化膜破坏的间隙离子被烟酸固定在八面体空位晶格中形成稳定晶型结构, 并通过扫描电镜(SEM)和衰减全反射红外光谱(ATR FTIR)分析对结论进行了再次验证.

English

    1. [1]

      (1) Söylev, T. A.; Richardson, M. G. Constr. Build. Mater. 2008, 22, 609.  (1) Söylev, T. A.; Richardson, M. G. Constr. Build. Mater. 2008, 22, 609.  

    2. [2]

      (2) Jussain, R.; Ishida, T. Constr. Build. Mater. 2011, 25, 1305.  (2) Jussain, R.; Ishida, T. Constr. Build. Mater. 2011, 25, 1305.  

    3. [3]

      (3) Chen,W.; Du, R.; Ye, C. Electrochim. Acta 2010, 55, 5677.  (3) Chen,W.; Du, R.; Ye, C. Electrochim. Acta 2010, 55, 5677.  

    4. [4]

      (4) Wei, J.; Dong, J.; Ke,W. Constr. Build. Mater. 2011, 25, 1243.  (4) Wei, J.; Dong, J.; Ke,W. Constr. Build. Mater. 2011, 25, 1243.  

    5. [5]

      (5) Ann, K. J.; Jung, H. S.; Kim, H. S. Cem. Concr. Res. 2006, 36, 530.  (5) Ann, K. J.; Jung, H. S.; Kim, H. S. Cem. Concr. Res. 2006, 36, 530.  

    6. [6]

      (6) Garcés, P.; Saura, P.; Méndez, A. Corrosion Sci. 2008, 50, 498.  (6) Garcés, P.; Saura, P.; Méndez, A. Corrosion Sci. 2008, 50, 498.  

    7. [7]

      (7) Sanchez, M.; Alonso, M. Constr. Build. Mater. 2011, 25, 873.  (7) Sanchez, M.; Alonso, M. Constr. Build. Mater. 2011, 25, 873.  

    8. [8]

      (8) Al-Mehthel, M.; Dulaijan, S. Construc. Build. Mater. 2009, 23, 1768.  (8) Al-Mehthel, M.; Dulaijan, S. Construc. Build. Mater. 2009, 23, 1768.  

    9. [9]

      (9) Ormellese, M.; Lazzari, L.; idanich, S.; Fumagalli, G.; Brenna, A. Corrosion Sci. 2009, 51, 2959.  (9) Ormellese, M.; Lazzari, L.; idanich, S.; Fumagalli, G.; Brenna, A. Corrosion Sci. 2009, 51, 2959.  

    10. [10]

      (10) Jamil, H. E.; Shriri, A.; Boulif, R. Cem. Concr. Comp. 2005, 27, 671.  (10) Jamil, H. E.; Shriri, A.; Boulif, R. Cem. Concr. Comp. 2005, 27, 671.  

    11. [11]

      (11) Jamil, H. E.; Shriri, A.; Boulif, R. Electrochim. Acta 2004, 49, 2753.  (11) Jamil, H. E.; Shriri, A.; Boulif, R. Electrochim. Acta 2004, 49, 2753.  

    12. [12]

      (12) Ferreira, E. S.; Giacomelli, C.; Spinelli, A. Mat. Chem. Phys. 2004, 83, 129.  (12) Ferreira, E. S.; Giacomelli, C.; Spinelli, A. Mat. Chem. Phys. 2004, 83, 129.  

    13. [13]

      (13) ncalves, R. S.; Mello, L. D. Corrosion Sci. 2001, 43, 457.  (13) ncalves, R. S.; Mello, L. D. Corrosion Sci. 2001, 43, 457.  

    14. [14]

      (14) Akrout, H.; Bousselmi, L.; Dalard, F. J. Mater. Sci. 2004, 39, 7341.  (14) Akrout, H.; Bousselmi, L.; Dalard, F. J. Mater. Sci. 2004, 39, 7341.  

    15. [15]

      (15) Valek, L.; Martinez, S.; Brnardi?, I. Corrosion Sci. 2008, 50, 2705.  (15) Valek, L.; Martinez, S.; Brnardi?, I. Corrosion Sci. 2008, 50, 2705.  

    16. [16]

      (16) Martinez, S.; Valek, L.; Oslakovi?, I. S. J. Electrochem. Soc. 2007, 11, C671.(16) Martinez, S.; Valek, L.; Oslakovi?, I. S. J. Electrochem. Soc. 2007, 11, C671.

    17. [17]

      (17) Valek, L.; Martinez, S.; Serdar, M.; Oslakovi?, I. S. Chem. Biochem. Eng. Q. 2007, 21, 65.(17) Valek, L.; Martinez, S.; Serdar, M.; Oslakovi?, I. S. Chem. Biochem. Eng. Q. 2007, 21, 65.

    18. [18]

      (18) Soylev, T.; McNally, C. Cem. Concr. Res. 2007, 37, 972.  (18) Soylev, T.; McNally, C. Cem. Concr. Res. 2007, 37, 972.  

    19. [19]

      (19) Soylev, T.; McNally, C. Cem. Concr. Res. 2007, 29, 357.  (19) Soylev, T.; McNally, C. Cem. Concr. Res. 2007, 29, 357.  

    20. [20]

      (20) Trabanelli, G.; Monticelli, C.; Grassi, V. Cem. Concr. Res. 2005, 35, 1804.  (20) Trabanelli, G.; Monticelli, C.; Grassi, V. Cem. Concr. Res. 2005, 35, 1804.  

    21. [21]

      (21) Mechmeche, L. B.; Dhouibi, L.; Zucchi, F. Cem. Concr. Compos. 2008, 30,167.  (21) Mechmeche, L. B.; Dhouibi, L.; Zucchi, F. Cem. Concr. Compos. 2008, 30,167.  

    22. [22]

      (22) Qu, Q.; Li, L.; Ding, Z. Corrosion Sci. 2009, 51, 2423.  (22) Qu, Q.; Li, L.; Ding, Z. Corrosion Sci. 2009, 51, 2423.  

    23. [23]

      (23) Elsener, B. Corrosion Inhibitors for Steel in Concrete. In: International Congress of Advanced Materials, Their Processes and Applications, Munich, Germany, Aug 5-10, 2000.(23) Elsener, B. Corrosion Inhibitors for Steel in Concrete. In: International Congress of Advanced Materials, Their Processes and Applications, Munich, Germany, Aug 5-10, 2000.

    24. [24]

      (24) Ormellese, M.; Taffaini, G.; Ganazzoli, F. Corrosion 2009, 3, 22.(24) Ormellese, M.; Taffaini, G.; Ganazzoli, F. Corrosion 2009, 3, 22.

    25. [25]

      (25) Diamanti, M. V.; Ormellese, M.; Pedeferri, M. Cem. Concr. Res. 2008, 38, 1349.  (25) Diamanti, M. V.; Ormellese, M.; Pedeferri, M. Cem. Concr. Res. 2008, 38, 1349.  

    26. [26]

      (26) Ju, H.; Li, Y. Corrosion Sci. 2007, 49, 4185.  (26) Ju, H.; Li, Y. Corrosion Sci. 2007, 49, 4185.  

    27. [27]

      (27) Ju, H.; Kai, Z.; Li, Y. Corrosion Sci. 2008, 50, 865.  (27) Ju, H.; Kai, Z.; Li, Y. Corrosion Sci. 2008, 50, 865.  

    28. [28]

      (28) Taylor, H. Cement Chemistry, 2nd ed.; T. Telford Pub.: London, 1998; p 214.(28) Taylor, H. Cement Chemistry, 2nd ed.; T. Telford Pub.: London, 1998; p 214.

    29. [29]

      (29) Marinkovi?, N. S.; Calvente, J. J.; Ková?ová, Z. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, L171.(29) Marinkovi?, N. S.; Calvente, J. J.; Ková?ová, Z. J. Electrochem. Soc. 1996, 143, L171.

    30. [30]

      (30) Ahlberg, E.; Friel, M. J. Electrochem. Soc. 1990, 137, 1196.  (30) Ahlberg, E.; Friel, M. J. Electrochem. Soc. 1990, 137, 1196.  

    31. [31]

      (31) Kern, P.; Landolt, D. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 318.  (31) Kern, P.; Landolt, D. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 318.  

    32. [32]

      (32) Kern, P.; Agarwal, P.; Landolt, D. Design and Characterization of A Rotating Electrochemical Quartz-crystal-microbalance Electrode. German Patent DE 19911291 C2, 2001-09-21.(32) Kern, P.; Agarwal, P.; Landolt, D. Design and Characterization of A Rotating Electrochemical Quartz-crystal-microbalance Electrode. German Patent DE 19911291 C2, 2001-09-21.

    33. [33]

      (33) Vatankhah, G.; Lessard, J.; Jerkiewicz, G. Electrochim. Acta 2003, 48, 1619.(33) Vatankhah, G.; Lessard, J.; Jerkiewicz, G. Electrochim. Acta 2003, 48, 1619.

    34. [34]

      (34) Méndez, A.; Diaz-Arista, P.; Trejo, G. Int. J. Electrochem. Sci. 2008, 3, 918.(34) Méndez, A.; Diaz-Arista, P.; Trejo, G. Int. J. Electrochem. Sci. 2008, 3, 918.

    35. [35]

      (35) Kern, P.; Landolt, D. Electrochim. Acta 2001, 47, 589.  (35) Kern, P.; Landolt, D. Electrochim. Acta 2001, 47, 589.  

    36. [36]

      (36) Kern, P.; Landolt, D. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, B228.(36) Kern, P.; Landolt, D. J. Electrochem. Soc. 2001, 148, B228.

    37. [37]

      (37) McCafferty, E. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 2863.  (37) McCafferty, E. J. Electrochem. Soc. 1999, 146, 2863.  

    38. [38]

      (38) Kern, P.; Landolt, D. J. Electroanal. Chem. 2001, 500, 170.  (38) Kern, P.; Landolt, D. J. Electroanal. Chem. 2001, 500, 170.  

    39. [39]

      (39) Joiret, S.; Keddam, M.; Takenouti, H. Cem. Concr. Compos. 2002, 24, 7.  (39) Joiret, S.; Keddam, M.; Takenouti, H. Cem. Concr. Compos. 2002, 24, 7.  

    40. [40]

      (40) Dubois, F.; Mendibide, C.; Pagnier, T. Corrosion Sci. 2008, 50, 3401.  (40) Dubois, F.; Mendibide, C.; Pagnier, T. Corrosion Sci. 2008, 50, 3401.  

    41. [41]

      (41) Xiao, K.; Dong, C.; Li, X. J. Iron steel Res. Int. 2008, 15, 42.(41) Xiao, K.; Dong, C.; Li, X. J. Iron steel Res. Int. 2008, 15, 42.

    42. [42]

      (42) McHale, J. M.; Auroux, A.; Perrotta, A. J. Science 1997, 277, 788.  (42) McHale, J. M.; Auroux, A.; Perrotta, A. J. Science 1997, 277, 788.  

    43. [43]

      (43) Davenport, A. J.; Oblonsky, L. J.; Ryan, M. P. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 2162.  (43) Davenport, A. J.; Oblonsky, L. J.; Ryan, M. P. J. Electrochem. Soc. 2000, 147, 2162.  

    44. [44]

      (44) MacDonald, D. D.; Sun, A. Electrochim. Acta 2006, 51, 1767.  (44) MacDonald, D. D.; Sun, A. Electrochim. Acta 2006, 51, 1767.  

    45. [45]

      (45) Zhang, Y.; MacDonald, D. D.; MacDonald, M. U. Corrosion Sci. 2006, 48, 3812.  (45) Zhang, Y.; MacDonald, D. D.; MacDonald, M. U. Corrosion Sci. 2006, 48, 3812.  

    46. [46]

      (46) Diáz, B.; Joiret, S.; Nóvoa, X. R. Electrochim. Acta 2004, 49, 3039.  (46) Diáz, B.; Joiret, S.; Nóvoa, X. R. Electrochim. Acta 2004, 49, 3039.  

    47. [47]

      (47) Hamadou, L.; Kadri, A.; Benbrahim, N. Appl. Surf. Sci. 2005, 252, 1510.  (47) Hamadou, L.; Kadri, A.; Benbrahim, N. Appl. Surf. Sci. 2005, 252, 1510.  

    48. [48]

      (48) Tajmir-Riahi, H. A. J. Inorg. Biochem. 1991, 42, 47.  (48) Tajmir-Riahi, H. A. J. Inorg. Biochem. 1991, 42, 47.  

    49. [49]

      (49) Tajmir-Riahi, H. A. J. Inorg. Biochem. 1991, 44, 39.  (49) Tajmir-Riahi, H. A. J. Inorg. Biochem. 1991, 44, 39.  

    50. [50]

      (50) Paul, R. C.; Mohini, C.; Chadha, S. L. Transition Met. Chem. 1981, 6, 300.  (50) Paul, R. C.; Mohini, C.; Chadha, S. L. Transition Met. Chem. 1981, 6, 300.  

    51. [51]

      (51) Chang, H. C.; Matijevi?, E. J. Colloid Interface Sci. 1983, 92, 479.  (51) Chang, H. C.; Matijevi?, E. J. Colloid Interface Sci. 1983, 92, 479.  

    52. [52]

      (52) Das, C. M.; Sudersanan, M. J. Appl. Electrochem. 2003, 33, 333.  (52) Das, C. M.; Sudersanan, M. J. Appl. Electrochem. 2003, 33, 333.  

    53. [53]

      (53) Martell, A. E.; Smith, R. M. Critical Stability Constants; Plenum: London, 1974.(53) Martell, A. E.; Smith, R. M. Critical Stability Constants; Plenum: London, 1974.

    54. [54]

      (54) Martinez, S.; Stern, I. Chem. Biochem. Eng. Q. 1999, 13, 191.(54) Martinez, S.; Stern, I. Chem. Biochem. Eng. Q. 1999, 13, 191.

    55. [55]

      (55) Sauerbrey, G. Z. Phys. 1959, 155, 206.  (55) Sauerbrey, G. Z. Phys. 1959, 155, 206.  

    56. [56]

      (56) Gan, F.; Dai, Z.;Wang, D. Corrosion Sci. 2000, 42, 1379.  (56) Gan, F.; Dai, Z.;Wang, D. Corrosion Sci. 2000, 42, 1379.  

    57. [57]

      (57) Olsson, C.; Agarwal, P.; Landolt, D. Corrosion Sci. 2000, 42, 1197.  (57) Olsson, C.; Agarwal, P.; Landolt, D. Corrosion Sci. 2000, 42, 1197.  

    58. [58]

      (58) Kern, P.; Landolt, D. Corrosion Sci. 2002, 44, 1809.  (58) Kern, P.; Landolt, D. Corrosion Sci. 2002, 44, 1809.  

    59. [59]

      (59) Toney, M. F.; Davenport, A. J.; Oblonsky, L. J. Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 4282.  (59) Toney, M. F.; Davenport, A. J.; Oblonsky, L. J. Phys. Rev. Lett. 1997, 79, 4282.  

    60. [60]

      (60) Li,W.; He, Q.; Hou, B. Electrochim. Acta 2007, 22, 6386.(60) Li,W.; He, Q.; Hou, B. Electrochim. Acta 2007, 22, 6386.

  • 加载中
计量
  • PDF下载量:  720
  • 文章访问数:  2593
  • HTML全文浏览量:  15
文章相关
  • 发布日期:  2011-12-29
  • 收稿日期:  2011-06-30
  • 网络出版日期:  2011-10-17
通讯作者: 陈斌, bchen63@163.com
  • 1. 

    沈阳化工大学材料科学与工程学院 沈阳 110142

  1. 本站搜索
  2. 百度学术搜索
  3. 万方数据库搜索
  4. CNKI搜索

/

返回文章