水處理劑之緩蝕成膜機理

  有機膦酸鹽有較好的緩蝕作用，它是一類參與成膜的陰極型緩蝕劑，它和Ca2+離子的配合作用比聚磷酸鹽更為穩定，因此保護膜更為牢固。

  HEDP對鐵金屬的緩蝕機理至少目前還未徹底了解，有人認為在濃度低（如低于50mg/L)的情況下，HEDP上的5個羥基上的氧原子都可以用未共用電子對與鐵金屬表面上鐵的離子或帶有部分正電荷的鐵原子發生化學吸附，形成配位鍵，最后產生一種螯合膜。這種螯合膜覆蓋在鐵金屬表面，有利于防止溶解氧向金屬表面的擴散。當HEDP的濃度大于50mg/L時，分子中兩個羥基上的氧原子和一個鐵離子或鈣離子發生配合，形成兩個六元環，一般說來這種雙六元環是相當穩定的;同時HEDP分子中另外的羥基中的氧原子，則與鐵金屬表面上的帶部分正電荷的鐵原子發生化學吸附，形成配位鍵，最后產生另一種螯合膜。螯合膜中含有較多量的鈣元素與鐵元素等。實際過程中兩種螯合膜可能同時存在。

  再如，關于PBTCA的緩蝕機理，研究人員采用俄歇電子能譜儀氬離子流刻蝕等方法測定了成膜元素隨刻蝕時間的變化以及膜厚(為40nm左右），用X光電子能譜對膜組成元素的化學狀態等進行了分析，認為在中性水介質中PBTCA主要是與二價金屬離子Ca2+、Fe2+、Zn2+等形成配合物。當溶解氧與碳鋼表面的鐵原子作用形成FeOOH時，配合物與Fe(Ⅲ)作用形成配合沉淀覆蓋在碳鋼表面形成保護膜。由于PBTCA與Zn2+離子形成的配合物遠比與其他兩價金屬離子形成配合物穩定，所以在投加PBTCA的同時適量地加入Zn2+離子，能得到更好的緩蝕效果。PBTCA單一處理時，膜中元素Fe主要以Fe(Ⅲ)形式出現，即以FeO(OH)(Fe2p32電子結合能711.5eV)形式出現。而PBTCA-Zn2+復配處理形成的膜中，Fe主要以Fe(II)形式出現，這可能是PBTCA-Zn2~配合物在Fe(II)作用下形成的保護膜更有效地抑制了Fe(II)的進一步氧化。