铁锈是如何形成的

　　要是你把一块铁在潮湿的地方放置一段时间，在它上面会形成一层铁锈，就像有人在它上面刷了一层微红色的漆。

   那么，铁锈究竟是什么？又是为什么钢和铁会生锈？锈乃是铁的氧化物，当铁和溶解在水里的氧化合时就形成了锈。这就意味着如果空气中不含有水汽，或根本不存在水，或者水中没有溶解氧，铁锈就不会形成。

　　当一滴雨水落到一块光亮的铁的表面时，短时间内水滴保持着清洁。然而过了不久以后，铁和水中的氧开始化合，形成氧化铁，即铁锈。水滴将变成微红色，铁锈则悬浮在水中。当水滴蒸发的时候，铁锈留在表面上，形成了微红色的锈层。

　　铁锈一旦形成，即使在干燥的空气中也会扩展。这是因为粗糙的铁锈容易使空气中的水汽冷凝下来，它吸收水汽并储存它，这就是为什么预防铁生锈要比防止生锈处扩张容易得多的原因。

　　由于钢和铁制的物品经常需要长时间储存，所以防止生锈成了一个重要的问题。有时，人们不得不在这些物品上刷上油漆或粘上塑料薄膜以防止其生锈。可是，如果必须保持停役的战舰内部不生锈又该怎么办呢？一些国家的有关部门用除湿器解决了这个问题。确切地说，这些机器能够把船舱内的湿空气排去，并用干空气代替它，这样铁就不会生锈了。

　　普通钢铁制品在潮湿的空气中，渐渐变色，并在表面生成一种红褐色的物质，这种现象叫做钢铁的生锈。其实质是铁和空气中所氧气、水蒸气等起作用，生成铁的多种氧化物的水合物。铁锈的成分比较复杂，通常简略用Fe2O3·xH2O表示。铁锈是一种松脆多孔的物质，它不能保护里层的铁不被锈蚀，因此时间久了，钢铁制品就可能锈蚀成一堆无用的废品。尤其严重的是，钢铁在含有酸气的水蒸气中，或接触电解质溶液时，锈蚀得特别快。据统计，每所世界上都有几千万吨钢铁变成了铁锈，而钢铁制品遭破坏而引起的减产、产品质量下降、环境污染、危害人体健康，甚至造成严重事故的损失是无法估量的。因此，钢铁的防锈具有重要的经济意义和社会意义。

但凡是持续暴露在室外或者因潮湿等其他原因，而使钢材表面不断因氧化、腐蚀而产生的锈垢(Fe2O3?nH2O，FeO?nH2O)为疏松多孔物，外层FeO为致密的尖晶石结构，有一定的保护作用，但不能阻止水和氧的渗透；里层的FeO结构不稳定，阻垢剂，它既能与水反应又能与氧作用；水和氧的不断渗透使Fe不断变成Fe2O3、FeO、Fe3O4，导致钢铁腐烂报废。采用涂装防腐涂料防止钢铁腐蚀是***为经济有效的方法，但涂装前必须把钢材上的铁锈清除干净，否则由于铁锈的存在使钢铁继续腐蚀。

       为了解决带锈钢结构表面的涂装问题，国内外已研制出了多种“带锈涂料”，这类涂料可以直接涂覆在生锈的钢铁表面，通过对锈层渗透、转化，起到保护作用，省去了除锈工作。但是这类产品仍存在不足，如锈层厚度和均匀性等对涂料性能有很大影响；涂料中树脂及溶剂影响锈转化剂功能的发挥，导致锈转化不完全，难以达到预期效果。

处理速度慢，效果不理想

新型***除磷剂在城市污水化学除磷的应用研究。今天的课题分四部分：提标改造、艾克除磷剂除磷、案例分析、普泰环保简介。今天会议主题内容是提标改造，下面我先简单说一下提标改造。我相信在座有很多污水厂朋友们，我们现在所说提标改造，对于大部分污水厂是指一级A标准，即GB18918-2002。2015年国家对此标准发布了征求意见稿，其中征求意见稿对各个排放指标都有相应提高。

现在很多的还没有提标改造的污水厂，大多执行的标准是二级标准或者一级B标准，需要提到一级A或者更高的标准。很多敏感区域的污水处理厂，执行的排放标准已达到地表水四类或者五类的标准。国家还有很多一些大型的城市，像北京和天津，已经执行了地方标准。这些标准都是高于国家的一级A标准的。也就是说我们提标改造的目的，并不是仅仅是一级A。

提标改造对于污水厂来说需要做很多的工作。今天早上前面汇报几位同仁讲过MBBR工艺，这也是部分污水厂提标改造需要做的。我之前了解***很多污水处理厂都在使用MBBR，效果确实非常好，增加了水厂的生物脱氮除磷的效率。但对于提标改造来讲除磷一直是污水厂的共认难题，除了生物除磷外仍需要增加化学除磷。化学除磷有没有一个***的除磷剂，可以满足水厂不同的水质，不同的工艺需求呢？***是“艾克除磷剂除磷”。艾克除磷剂除磷是发明产品，也是可以将发明转化到污水处理过程当中一个产品。艾克除磷剂除磷分为不同的型号，根据水厂的水质、工艺等条件，结合污水厂遇到的实际问题，通过实验室实验来确定水厂适合哪个型号。

另外讲一下除磷原理。目前很多污水处理厂使用的化学除磷剂都是传统的铝盐和铁盐，也就是混凝剂。混凝剂的除磷原理是混凝沉淀，混凝剂加入至水体中首先发生水解反应，与水体里面的胶体及沉浮物发生混凝反应，生成矾花后沉淀。但我们知道水体里面除了胶体和悬浮物中含有总磷之外，大量的总磷是以溶解状态存在的。艾克除磷剂除磷的除磷原理是：艾克除磷剂除磷加入水中，可以和水体里可溶性总磷发生反应，生成不溶性的磷酸盐颗粒，再通过污泥沉降作用，使不溶性磷酸盐颗粒随污泥沉降自然沉降，从而达到总磷去除效果。

高温酸化缓蚀机理

高温酸化缓蚀剂的缓蚀机理可以通过吸附理论来解释。为了形成致密稳定的吸附层，首酸化缓蚀剂主产物分子中的多个吸附中心(如N、O等元素)向金属表面提供孤对电子，形成配位键化合物吸附在无氧化膜存在的金属表面;然后，分子中的非极性基团平铺在金属表面上，形成较完整的疏水保护层，冷却塔回用水，从而在酸液与金属间形成一道屏障，阻止了腐蚀产物铁离子向溶液中扩散和溶液中的H+移向金属的腐蚀反应过程，使腐蚀反应速度变慢，达到了金属缓蚀的目的。

2.3高温酸化缓蚀剂常见组分

2.3.1季铵盐类化合物

季铵盐类化合物是一类广泛使用的吸附性酸化缓蚀剂，常用作高温酸化缓蚀剂的主剂。在酸性水溶液中这类化合物可以完全解离成带正电的季铵阳离子和卤素阴离子。季铵阳离子可以在金属表面的阴极区发生物理吸附，即季铵阳离子和酸液中带负电荷的金属表面产生静电吸附，对氢离子放电有很大的影响，可以有效阻止H+接近金属表面，从而抑制H+的还原反应，对阴极反应有抑制作用。另外喹啉季铵盐分子中含有未共用电子对的N元素，这些元素可与金属表面配位结合，水冷设备用，形成牢固的化学吸附层，提高了钢在腐蚀介质中的阳极反应的活化能，从而降低了阳极的腐蚀速率。而季铵盐中的Cl对铁的缓蚀有一定的协同作用，促使有机阳离子吸附在金属表面而形成稳定的保护膜。其疏水的非极性基远离金属表面作为定向排列，有效阻止了腐蚀产物铁离子向溶液中的扩散和溶液中的氢离子向金属的腐蚀反应过程迁移。另外喹啉季铵盐中含有稠环结构，稠环上有较大的电子总离域能，增强了其与金属原子的配位作用，因此在金属表面形成的吸附膜更牢固，缓蚀效果更好；

1)曼尼希碱

曼尼希碱是一种螯合配位体，其配位原子的孤对电子进入Fe3+的杂化空轨道形成配位键，发生络合反应，生成稳定的环状螯合物吸附在金属表面，形成稳定的疏水保护膜，从而阻止腐蚀产生的Fe3+向溶液中扩散，以达到金属缓蚀的目的。通过在分子结构中引入含孤对电子杂环和芳环，不仅提高配位原子的吸附能力，还可以在金属表面形成π键吸附，进一步提高其缓蚀性能，常用作酸化缓蚀剂的主剂。

2.3.2增效剂

增效剂是通过与缓蚀剂的协同效应来增强缓蚀效果的。常见增效剂是一种炔醇，炔醇分子中的炔键可以与腐蚀过程中的新生氢发生加氢反应，叁键被还原成双键，并在金属表面发生聚合。炔醇在金属表面可以形成厚40um的沉积膜，电厂循环水阻垢剂，缓蚀剂则在金属表面形成吸附膜。这样在金属表面则可以形成致密的多层保护膜；

季铵盐与炔醇互配后，缓蚀剂效果大大增加。这可能是因为季铵盐缓蚀剂在与炔醇互配后，炔醇可将吸附在钢铁表面的季铵盐缓蚀剂分子存在的空隙覆盖，在钢铁表面形成一层完整、致密的吸附膜，抑制钢铁的腐蚀。随着复配物炔醇加量的增大，腐蚀速度下降，符合金属腐蚀速率随缓蚀剂增加而递减的一般规律。在炔醇加量为15%的条件下，缓蚀率达99.91%。从缓蚀剂的效率，兼顾复配方用量消耗，常采用季铵盐缓蚀剂与12%的炔醇复配物作为优化缓蚀剂的配方。