硫脲的應(yīng)用

[db:作者] / 2023-01-09 00:00

[應(yīng)用]硫脲可作為緩蝕劑、還原劑、穩(wěn)定劑、漂白劑等。

(1)硫脲作為緩蝕劑

硫脲及其衍生物在金屬的腐蝕防護領(lǐng)域中有著廣泛的應(yīng)用。在特定溶液中，硫脲在金屬表面能產(chǎn)生吸附行為，而這正是它產(chǎn)生緩蝕作用的重要原因。如在鹽酸溶液中，硫脲在低碳鋼表面發(fā)生吸附作用，吸附覆蓋度隨溫度和濃度的增大而增大，緩蝕作用也愈加明顯。而在硫酸溶液中，硫脲對鐵也能產(chǎn)生緩蝕作用，它具有濃度極值現(xiàn)象，低濃度的硫脲通過活性點吸附抑制鐵的陽極溶解，高濃度的硫脲參與鐵的陽極溶解反應(yīng)：低濃度硫脲主要以平等吸附為主，高濃度硫脲則傾向于垂直吸附。而硫脲在碳酸鉀溶液中銀電極上的電化學行為，就是它可作為氰化鍍銀光亮劑的主要作用成分的原因。

CO2腐蝕一直是石油和天然氣工業(yè)安全生產(chǎn)的主要問題，而嗎啉衍生物與咪唑啉衍生物、硫脲及丙炔醇復配后對抑制CO2的腐蝕有良好的效果，氣相中的緩蝕效率可達93.6%，液相中的緩蝕效率為96.9%，可作為一種高效的氣液雙相緩蝕劑。

硫脲單獨作為緩蝕劑的使用濃度為0.1%，與其他藥劑組成混合緩蝕劑時其使用濃度為0.06%。一些混合緩蝕劑組分的濃度見表6-7。

表6-7 氫氟酸酸洗緩蝕劑成分

當酸洗液中Cu2+含量較多時，銅會在鋼鐵表面析出，使鍋爐金屬表面鍍有金屬銅，這樣由于兩種不同金屬在溶液中緊密接觸，更易于形成腐蝕電池，使電極電位較低的金屬鐵受到腐蝕。酸洗溶液中這些氧化性離子(Fe3+、Cu2+等)所引起的腐蝕，不能靠緩蝕劑來防止，必須控制酸洗液中Fe3+、Cu2+的含量，為此一般控制酸洗液中[Fe3+、 Cu2+]<1000mg/L。當上述離子較多時，可向酸洗液中添加硫脲，當酸洗液中硫脲的濃度為0.2%～1.0%時，由硫脲與Cu2+的掩蔽作用，可以降低酸洗液中Cu2+的濃度，從而防止Cu2+對鍋爐金屬的腐蝕。

朱建芳用電化學方法研究了硫脲與烯丙基硫脲在1mol/L鹽酸中對1Cr18Ni9Ti不銹鋼在20℃的緩蝕作用，證實了硫脲與烯丙基硫脲的加入能提高1Cr18Ni9Ti在鹽酸中緩蝕能力。對于硫脲來說，它對1Cr18Ni9Ti不銹鋼在1mol/L HCI中是一個陰極緩蝕劑；在濃度為6.2×10-3 mol/L時緩蝕效率最大，達到85%；在大于6.2×10-3 mol/L時，緩蝕效率下降。對于烯丙基硫脲來說，它既是陽極緩蝕劑又是陰極緩蝕劑，隨著濃度的增加緩蝕效率增大，在濃度5.0×10-3 mol/L，緩蝕效率趨于最大，達到94%，二者相比，烯丙基硫脲的緩蝕能力大于硫脲。

林志成等用動態(tài)極化曲線法研究硫脲及其衍生物對低碳鋼的緩蝕作用，得到以下結(jié)論。

①苯硫脲和二苯基硫脲：在10～60℃范圍內(nèi)，隨溫度的升高，從以陰極控制為主，逐步轉(zhuǎn)為以陽極控制為主，并以二苯基硫脲明顯。②硫脲：在10～20℃范圍，以陽極控制為主，在30～60℃范圍，緩蝕效果降低，緩蝕效果低溫比高溫顯著。③二鄰甲苯基硫脲：在10～20℃范圍，以陰極控制為主，在30～60℃范圍呈陰、陽極混合控制，緩蝕效果提高，是種較高溫度下有效的有機緩蝕劑。④有機緩蝕劑在金屬表面因溫度變化，引起吸附、成膜或者脫附的效果，吸附能力較大，覆蓋面積越大陽極變化越大，緩蝕效果越好。

李廣超等利用失重法和電化學動電位復活(EPR)技術(shù)，研究了1.0mol/L H2SO4溶液中，硫脲對不銹鋼的緩蝕效果受H2S影響的情況。結(jié)果表明：硫脲在酸性溶液中水解產(chǎn)生的H2S對不銹鋼的緩蝕效率有很大影響，硫脲對不銹鋼的緩蝕效率隨溶液溫度的升高而降低，其濃度極值現(xiàn)象與H2S的生成有關(guān)。

SyedAzimS.等采用失重法、動電位極化、線性極化和阻抗測量，研究了0.5mol/L H2SO4溶液中，N-苯基硫脲(N-PTU)與碘離子對生鐵的協(xié)同緩蝕性能。研究表明，隨著N-PTU濃度的增大，緩蝕效率提高。隨著碘化鉀的加入，N-PTU的緩蝕效果相應(yīng)增強。N-PTU、碘化物、N-PTU與碘化物的混合物的吸附都符合Langmuir吸附等溫式。N-PTU受庫侖力作用吸附在金屬表面，而碘離子則受化學鍵的作用吸附在金屬表面。

(2)硫脲作為還原劑

在油田工業(yè)中，由于開采程度的不斷加深，國內(nèi)大多數(shù)油田都進入了中、高含水期，堵水調(diào)剖技術(shù)得到了廣泛的應(yīng)用。延緩型交聯(lián)劑是堵水劑的主要成分，由重鉻酸鈉、硫代硫酸鈉、硫脲復合而成的延緩型交聯(lián)劑具有成膠時間可調(diào)、凝膠強度較高、表觀黏度滿足現(xiàn)場生產(chǎn)的需要等特點。其中硫脲與重鉻酸鈉發(fā)生氧化還原反應(yīng)，硫脲作為還原劑將Cr6+還原為Cr3+。

據(jù)報道，在硫酸介質(zhì)中，以Fe2+和Cu2+作催化劑，用硫脲作還原劑還原Mo6+為Mo5+，Mo5+與硫氰酸鹽生成橙黃色配合物，即可以進行測定，該法可用于復雜物料中微量鉬的測定，結(jié)果理想。

(3)硫脲作為穩(wěn)定劑

聚丙烯酰胺的氧化降解是實際應(yīng)用中十分突出的問題，而在高溫條件下硫脲和Co2+的復合體系可以產(chǎn)生協(xié)同效應(yīng)，能有效地阻止HPAM的氧化降解。在Sn和Sn-Pb的合金鍍液中加入硫脲及其衍生物，可以有效地提高鍍液的高溫時效穩(wěn)定性。據(jù)報道在碳纖維表面化學鍍鎳工藝中，及在Ni-P-TiO2(納米)化學復合鍍工藝中，硫脲都可以作為有效的穩(wěn)定劑。在分析水果中的乙氧喹含量及成分時，硫脲作為穩(wěn)定劑可以與試樣均勻地混合在一起，并用丙酮代替乙烷以增加測定的有效率。

(4)硫脲作為解脫液

由對磺基苯偶氮變色酸制得的樹脂能夠?qū)⑽⒘裤K和鈀的氯配陰離子交換并與常見的金屬離子分離，之后可以用酸性硫脲溶液定量洗脫，該法適用于測定微量鉑和鈀。

泡沫塑料吸附富集-石墨爐原子吸收光譜法測定各類地質(zhì)樣品中痕量金，硫脲溶液作為解脫液，其濃度在8～30g/L時Au的解脫可趨于完全。

(5)硫脲作為活化劑

鋼的低溫滲硼是一種非常有效的表面強化工藝，而硫脲正是低溫粉末滲硼劑中的主要活化劑，它能與其他物質(zhì)共同作用提高滲速，使?jié)B層均勻、致密，從而提高滲層的耐磨性。

硫脲對高鎳銅陽極電解陰極銅表面晶粒狀況能產(chǎn)生一定的影響，硫脲作為表面活性物質(zhì)，能在陰極上生成硫化亞銅微粒，補充結(jié)晶中心，而使陰極結(jié)晶變細，與膠聯(lián)合使用，可以細化結(jié)晶，獲得結(jié)構(gòu)均勻致密的陰極銅。

(6)硫脲作為漂白劑

在紡織工業(yè)中，硫脲可作為漂白劑應(yīng)用于織物的漂白。

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