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光电化学方法在铜缓蚀荆作用机理研究中的应用 129 光电化学方法在铜缓蚀剂作用机理研究中的应用 徐群杰 周固定 (上海电力学院电化学研究室国家电力公司热力设备腐蚀与防护 00090) (部级)重点实验室上海2 摘要：本文综述了我们实验室采用光电化学方法在铜缓蚀剂作用机理研究 中的应用情况，采用此方法不仅可对铜缓蚀荆的缓蚀性能进行评定，而且还可对 缓蚀荆的作用机理茂缓蚀协同效应与作用机理进行研究，可以得到其他一些常规 电化学方法及表面分析方法所不能得到的一些信息，此方法不失为一种研究鹱蚀 剂作用机理的好方法． 关甓词：铜缓蚀剂缓蚀作用光电化学 1 引言 电化学反应中电极表面生成的氧化物、卤化物、硫化物及各种钝化膜通常具有半导 体性质，它们在合适能量的光照射下，电极，电解质溶液界面上会产生光电效应，光电效 应的根本原因是耗尽层中光生的电子．空穴对发生分离。通常钡《量光电效应可以获得有关 电极表面层组成和结构的信息，这样的研究方法称为光电化学方法。光电化学方法是一种 现场(in-situ)研究方法，对于表征钝化膜的光学和电子性质、分析金属和合金表面层的 组成和结构以及研究金属腐蚀和缓蚀过程均有很好的效果【1删，可以得到一些用常规电化 学方法及表面分析方法所不能得到的一些信息．采用光电化学方法不仅可以对金属的腐蚀 与钝化机理进行研究19q51，而且可以对缓蚀剂作用的机理进行研究，值得注意的是这方面 的工作国内外文献报道尚不多，为此我们在这方面傲了一些工作，也取得了一些进展。本 文简要地介绍作者近年来采用光电化学技术(循环伏安光电流谱技术、强度调制光电流谱 技术及激光扫描微区光电流谱技术等)研究铜缓蚀剂的作用效果及机理的有关工作。 2实验 光电效应主要表现为光电流(恒电流条件下)和光电位(恒电流或开路条件下)两种 形式，光电化学实验中更多的是测量光电流。图1是测量电极光电流实验装置的示意图， W、R和c分别表示研究电极、参比电极和对电极。多色光(通常采用氤灯或钨灯作为光 源)经单色仪转交为一定波长的单色光，单色光经斩波器产生的调制光照射到研究电极激 130 第十二届全国缓蚀荆学术讨论会论文集 发出相等于斩光频率的交流光电响应信号，该信号被锁定放大器检出后送入记录仪，记录 下光电流。如果恒电位仪控制研究电极的电位按一定的扫描速度正向和负向往返变化，在 记录仪上就可同时获得循环伏安法的暗电流k电位。曲线和光电流k一电位m曲线；如果 恒电位仪将研究电极控制在某一极化电位，改变单色光波长九，通过锁定放大器测量k就 可得到i。以关系。利用已知光谱响应的检测器校正单色光的光强，可转化为量子效率n． 直线段延长到hu轴上的截距对应于直接跃迁禁带宽度E，；(t1·hu)-k五。图中直线段延长 到hu轴上的截距对应于间接跃迁禁带宽度磷，EId和E?两个值对于分析电极表面层的组 成和结构有一定参考价值。 光电化学实验钡0量在三电极体系中进行，为避免cl‘干扰．采用双液接饱和甘汞电极 作为参比电极，Pt电极为对电极．纯度为w--0．999的铜用环氧树脂固封后制成工作电极， 工作电极面积0．4cm：，经0舢#金相砂纸(上海砂纸厂)逐级打磨后，用去离子水、乙醇、 去离子水依次冲洗干净。基底溶液为硼砂缓冲溶液(pH9．2)，室温澜量。实验用的溶液均 用分析纯试剂和去离子水配制。在电位开始扫描前，将处理好的电极先在．1．1V下阴极极 化5rain。每次实验屯极均为新鲜的铜表面。本文引用的电位均相对于饱和甘汞电极。 图1光电化学测量实验装置圈 5208 EC锁定放大器、ND-4斩光器 M273恒电位仪、PARC 光电化学测量使用PARC (南京大学微弱信号检测技术开发研究中心)、WD3．1A强光单色仪(四平市光学仪器厂)、