苯并三氮唑(BTA)的技術指標和應用

[技術指標]HG/T3824-2006
[應用]
用作銅、銀設備水處理的緩蝕劑及用于制備凈水劑、水質穩定劑、防銹油脂等。在鍍鉻過程中作鉻霧抑制劑，在焦磷酸鹽、錫酸鹽、銅錫合成金鍍液中作光亮添加劑。也可用于油類抗氧、金屬抗氧防銹等，還是紫外線吸收劑、合成染料殺菌劑的原料。苯并三氮唑可與多種緩蝕劑配合，如與鉻酸鹽、聚合磷酸鹽、鉬酸鹽、硅酸鹽等并用，可提高緩蝕效果。也可以和多種阻垢劑、殺菌滅藻劑配合使用，尤其在密閉循環冷卻水系統中緩蝕效果甚佳。該產品是有發展前途的品種。
苯并三氮唑使用的濃度一般為1～2mg/L。一般認為是它的負離子和亞銅離子形成一種不溶性的極穩定的絡合物。這種絡合物吸附在金屬表面上，形成了一層穩定、惰性的保護膜從而使金屬得到了保護。苯并三氮唑在pH值為5.5～10的范圍內緩蝕作用都很好，但在pH值低的介質中緩蝕作用降低，這可能是在酸性溶液中，存在著大量的H+，因而抑制苯并三氮唑在水中的離解。苯并三氮唑對聚磷酸鹽的緩蝕作用不干擾，對氧化作用的抵抗力很強。但是當它與自由性氯同時存在時，則喪失了對銅的緩蝕作用，而在氯消失后，其緩蝕作用便得到恢復，這是巰基苯并噻唑(MBT)未能具有的性質。但由于苯并三氮唑的價格較高，因而它的應用不如MBT廣泛。
MilicS.M.等采用電化學法研究在含有氯離子的四硼酸鈉(硼砂)溶液中苯并三氮唑對銅的緩蝕行為，并研究苯并三氮唑對銅陽極的影響。研究發現，隨著在四硼酸鈉溶液中浸漬時間的加長，銅的表面形成銅的氧化物Cu₂O和CuO，同時陽極側產生極大的電流。銅在四硼酸鈉溶液里浸漬1h后，氯離子的活化作用開始變得明顯；浸漬6h后，氣離子不僅具有活化作用，同時具有鈍化作用。對苯并三氮唑的研究表明，隨著浸漬時間的加長和苯并三氮唑濃度的增大，其緩蝕效率增大。另外，苯并三氮唑在低濃度時(8.4×10^-5 mol/L)對銅的溶解具有活化作用。過程符合Langmuir吸附等溫式，且吸附標準自由能為-35.4kJ/mol。
MilicS.M.等還采用電化學法研究了在pH值為10.0的四硼酸鈉(硼砂)堿溶液中苯并三氮唑對銅鋁鎳硅合金的緩蝕行為。研究不同的浸漬時間和不同的苯并三氮唑濃度(0.1mol/L四硼酸鈉溶液中苯并三氮唑的濃度分別為8.4×10^-4 mol/L，8.4×10^-5mol/L，8.4×10^-6 mol/L，8.4×10^-7 mol/L)對合金的緩蝕效果。結果表明，當苯并三氮唑的濃度為8.4×10^-7 mol/L時對合金具有活化作用。測出自由能為-38.7kJ/mol，表明在苯并三氮唑和合金表面的化學吸附占主導地位。
日本的Kim等研究了在銅磨光工業中苯并三氮唑對銅漿的緩蝕作用，同時考慮了H₂O₂和pH值的影響。加入苯并三氮唑可以形成一層Cu-BTA鈍化層，無論銅漿中的H₂O₂和pH值如何改變都能有效地防止銅被腐蝕。鈍化層與銅晶片表面形成50°角。在不存在BTA時，銅漿中銅的減少主要受H₂O₂的濃度和pH值的影響。銅漿中加入BTA，在銅表面形成的Cu-BTA層可以保護銅面。在pH值為2和4時，存在BTA的情況下銅的減少率小于不存在BTA的情況。然而，在H₂O₂的濃度大于10%，且當銅漿的pH值為6或更高時，加入BTA反而會增大銅的減少率，這是由于在pH值和H₂O₂的濃度都較大時，在銅：表面形成一層厚的氧化層保護膜。