谷志珉++蘇婕++曾現(xiàn)敏

摘 要：隨著國防建設(shè)、工業(yè)生產(chǎn)、交通運輸?shù)陌l(fā)展，我國的采油平臺、鋼鐵輪船、海洋設(shè)備日益增多，這些金屬構(gòu)件無時無刻不在遭受著海水的腐蝕。由于海水中含有溶解氧、有機物以及幾乎全部的化學物，使得海水成為天然的電解質(zhì)。在海水和空氣的不斷作用下，金屬設(shè)備極容易發(fā)生破壞和變質(zhì)，造成巨大的經(jīng)濟損失，所以說加快海洋防腐的研究，開發(fā)信的防腐材料和方法刻不容緩。

關(guān)鍵詞：化學方式防腐 海洋調(diào)查 作用

中圖分類號：Q938 文獻標識碼：A 文章編號：1672-3791（2014）10（c）-0010-01

海洋調(diào)查是人類了解、研究海洋最主要的方式。隨著現(xiàn)代海洋調(diào)查的發(fā)展，海洋調(diào)查船所攜帶的測量儀器、導(dǎo)航設(shè)備、監(jiān)視設(shè)備越來越精細化、尖端化，無論是調(diào)查船還是其附屬設(shè)備對防腐都有較高的要求。而海洋防腐所使用的方法和材料大多和化學防腐有關(guān)，該文首先論述了化學防腐在海水中的防腐能力，接著分析了不同化學防腐方式的不同用途。

1 化學防腐在海水中的防腐能力

目前，海洋防腐的方法和材料有很多，具有代表性防腐方法有：涂裝、有機襯、包覆金屬，如表1所示。

從根本上可歸結(jié)為兩種：化學防腐和物理防腐，所有涉及化學反應(yīng)產(chǎn)生新物質(zhì)的防腐都可稱作化學防腐。有機襯的防腐功能是通過隔絕海水和空氣實現(xiàn)的，是物理防腐；涂裝因含有比鐵更加活潑的金屬鋅，使得海水首先與鋅發(fā)生化學反應(yīng)形成鋅的化合物，繼而實現(xiàn)保護金屬構(gòu)件的目的，是化學防腐；包覆金屬因鈦、鉻、鎳比較穩(wěn)定，與海洋環(huán)境中氯離子、氧的化學反應(yīng)非常緩慢或形成一層致密的氧化膜阻礙進步一的化學反應(yīng)，繼而實現(xiàn)保護金屬構(gòu)件的目的，是化學防腐。相對于包覆金屬，涂裝的防腐能力更強。

2 不同化學防腐方式的不同用途

按方式，化學防腐分為光致陰極防腐和光陽極防腐。

2.1 光致陰極防腐

隨著半導(dǎo)體光催化技術(shù)的發(fā)展，其在金屬的光電化學防腐蝕上展現(xiàn)出越來越高的應(yīng)用價值。盡管該領(lǐng)域已成為當今研究的熱點之一，但還處于探索階段，主要的研究對象是TiO2光催化劑，對金屬的光致陰極防腐的爭論還比較大。本節(jié)主要以TiO2光催化劑為切入點來論述光致陰極防腐。在20世紀90年代中期，Tsujikawa等[1]發(fā)現(xiàn)：在紫外光照下，TiO2涂層可陰極保護碳鋼、不銹鋼以及金屬銅。經(jīng)過相關(guān)學者的進一步研究，人們發(fā)現(xiàn)：在γ射線或紫外光的照射下，TiO2可對不銹鋼進行光致陰極保護。Leng等[2]在研究TiO2光催化劑對機污染物的降解作用時，不經(jīng)意發(fā)現(xiàn)鎳表現(xiàn)出較強的惰性，不易被腐蝕。在20世紀末，Tsujikawa組建了研究組，對TiO2涂層光致陰極防腐的機理進行了系統(tǒng)的研究和闡述，且還發(fā)現(xiàn)其具有一定的自潔凈功能，使得TiO2涂層不僅能保護304不銹鋼免于被腐蝕，還能確保戶外不銹鋼材料的干凈、清潔。而Choi等的研究則發(fā)現(xiàn)即使水中沒有有機物，水的電離電子同樣會繼續(xù)腐蝕碳鋼，對TiO2的光致陰極防腐的研究，使得他們認為催化劑陽極-金屬陰極耦合可以遠程光保護地下金屬，但這種設(shè)想只停留在理論論述中，無法得到實驗驗證。在國內(nèi)，對光致陰極防腐的研究的代表是沈嘉年，其主要的研究成果是：TiO2可經(jīng)陽極氧化法制備；在無紫外光照時，TiO2-碳鋼耦合體系能加速碳鋼的腐蝕?？偟膩碚f，光致陰極防腐具有較大的局限性，可供選用的金屬材料并不多，因這些材料必須滿足腐蝕電流密度小、腐蝕電位正的要求。當前，對X70管線鋼光陰極保護的研究較多，也展現(xiàn)出一定的效果，當其應(yīng)用價值并沒有充分挖掘，對條件的要求也較高。

2.2 光陽極防腐

由于具有較高的穩(wěn)定性和效率，光陰極的防腐還比較依賴于TiO2。而在光陽極的防腐上，SnO2、ZnO和SrTiO3等寬禁帶半導(dǎo)體的應(yīng)用也取得了不錯的成績。從熱力學角度分析，對腐蝕電位比較負金屬的保護能借助于電位比較負的催化劑實現(xiàn)，這也是寬禁帶半導(dǎo)體尤其是導(dǎo)帶邊緣得到大部分學者重視的原因之一。在Subasri等的研究中，SnO2和TiO2按1∶1制備的半導(dǎo)體SnO2-TiO2能顯著提升光電轉(zhuǎn)換效率，這是因為此時半導(dǎo)體不單具有光致儲能效果，還具有較佳的光電流，這就是說對Cu的保護作用并不會隨著光照停止而停止[3]，實驗結(jié)果也證明了這一點，當光照停止時保護作用還能維持數(shù)小時。通過對TiO2-WO3復(fù)合半導(dǎo)體的研究，則進步一說明了由于光致儲能效應(yīng)半導(dǎo)體電極在光照停止后還具有一定的緩蝕作用，對于化學防腐意義重大。

3 結(jié)語

我國具有較長海岸線，無論是經(jīng)濟發(fā)展還是國防建設(shè)都要與海洋打交道，而海洋環(huán)境不同于陸地，其更加的復(fù)雜多變，對海洋設(shè)備的腐蝕也更加的劇烈?；瘜W防腐是海洋防腐的重點之一，盡管我國相關(guān)的研究落后于發(fā)達國家，但相信隨著我國海洋事業(yè)的發(fā)展，我國海洋防腐的能力一定會不斷提高。

參考文獻

[1] Yuan J，Tsujikawa S.Characterization of so1-gel derived TiO2 coating and their photoeffects on copper substrates[J].J.Electrochem..Soc，1995，142（10）：3444-3450.

[2] Leng WH，Liu H，Cheng S A，et al.Kinetics of photocatalytic degradation of aniline in water over TiO2 supported on porous nickel[J].J.Photochem.Photobiol A：Chem，2000，131（1）：125-132.

[3] Subasri R，Shimohara T.Investigation on SnO2-TiO2 composite photoelectrodes for corrosion protection[J].Electrochem，Com2mun.2003，5：897-902.endprint