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，銅的表面形成銅的氧化物Cu₂O和CuO，同時(shí)陽極側(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。對苯并三氮唑的研究表明，隨著浸漬時(shí)間的加長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)對銅的溶解具有活化作用。過程符合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)對合金具有活化作用。測出自由能為-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H₂O₂和pH值的影響。加入苯并三氮唑可以形成一層Cu-BTA鈍化層，無論銅漿中的H₂O₂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H₂O₂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H₂O₂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H₂O₂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。