硫脲的应用

[db:作者] / 2023-01-09 00:00

[应用]硫脲可作为缓蚀剂、还原剂、稳定剂、漂白剂等。

(1)硫脲作为缓蚀剂

硫脲及其衍生物在金属的腐蚀防护领域中有着广泛的应用。在特定溶液中，硫脲在金属表面能产生吸附行为，而这正是它产生缓蚀作用的重要原因。如在盐酸溶液中，硫脲在低碳钢表面发生吸附作用，吸附覆盖度随温度和浓度的增大而增大，缓蚀作用也愈加明显。而在硫酸溶液中，硫脲对铁也能产生缓蚀作用，它具有浓度极值现象，低浓度的硫脲通过活性点吸附抑制铁的阳极溶解，高浓度的硫脲参与铁的阳极溶解反应：低浓度硫脲主要以平等吸附为主，高浓度硫脲则倾向于垂直吸附。而硫脲在碳酸钾溶液中银电极上的电化学行为，就是它可作为氰化镀银光亮剂的主要作用成分的原因。

CO2腐蚀一直是石油和天然气工业安全生产的主要问题，而吗啉衍生物与咪唑啉衍生物、硫脲及丙炔醇复配后对抑制CO2的腐蚀有良好的效果，气相中的缓蚀效率可达93.6%，液相中的缓蚀效率为96.9%，可作为一种高效的气液双相缓蚀剂。

硫脲单独作为缓蚀剂的使用浓度为0.1%，与其他药剂组成混合缓蚀剂时其使用浓度为0.06%。一些混合缓蚀剂组分的浓度见表6-7。

表6-7 氢氟酸酸洗缓蚀剂成分

当酸洗液中Cu2+含量较多时，铜会在钢铁表面析出，使锅炉金属表面镀有金属铜，这样由于两种不同金属在溶液中紧密接触，更易于形成腐蚀电池，使电极电位较低的金属铁受到腐蚀。酸洗溶液中这些氧化性离子(Fe3+、Cu2+等)所引起的腐蚀，不能靠缓蚀剂来防止，必须控制酸洗液中Fe3+、Cu2+的含量，为此一般控制酸洗液中[Fe3+、 Cu2+]<1000mg/L。当上述离子较多时，可向酸洗液中添加硫脲，当酸洗液中硫脲的浓度为0.2%～1.0%时，由硫脲与Cu2+的掩蔽作用，可以降低酸洗液中Cu2+的浓度，从而防止Cu2+对锅炉金属的腐蚀。

朱建芳用电化学方法研究了硫脲与烯丙基硫脲在1mol/L盐酸中对1Cr18Ni9Ti不锈钢在20℃的缓蚀作用，证实了硫脲与烯丙基硫脲的加入能提高1Cr18Ni9Ti在盐酸中缓蚀能力。对于硫脲来说，它对1Cr18Ni9Ti不锈钢在1mol/L HCI中是一个阴极缓蚀剂；在浓度为6.2×10-3 mol/L时缓蚀效率最大，达到85%；在大于6.2×10-3 mol/L时，缓蚀效率下降。对于烯丙基硫脲来说，它既是阳极缓蚀剂又是阴极缓蚀剂，随着浓度的增加缓蚀效率增大，在浓度5.0×10-3 mol/L，缓蚀效率趋于最大，达到94%，二者相比，烯丙基硫脲的缓蚀能力大于硫脲。

林志成等用动态极化曲线法研究硫脲及其衍生物对低碳钢的缓蚀作用，得到以下结论。

①苯硫脲和二苯基硫脲：在10～60℃范围内，随温度的升高，从以阴极控制为主，逐步转为以阳极控制为主，并以二苯基硫脲明显。②硫脲：在10～20℃范围，以阳极控制为主，在30～60℃范围，缓蚀效果降低，缓蚀效果低温比高温显著。③二邻甲苯基硫脲：在10～20℃范围，以阴极控制为主，在30～60℃范围呈阴、阳极混合控制，缓蚀效果提高，是种较高温度下有效的有机缓蚀剂。④有机缓蚀剂在金属表面因温度变化，引起吸附、成膜或者脱附的效果，吸附能力较大，覆盖面积越大阳极变化越大，缓蚀效果越好。

李广超等利用失重法和电化学动电位复活(EPR)技术，研究了1.0mol/L H2SO4溶液中，硫脲对不锈钢的缓蚀效果受H2S影响的情况。结果表明：硫脲在酸性溶液中水解产生的H2S对不锈钢的缓蚀效率有很大影响，硫脲对不锈钢的缓蚀效率随溶液温度的升高而降低，其浓度极值现象与H2S的生成有关。

SyedAzimS.等采用失重法、动电位极化、线性极化和阻抗测量，研究了0.5mol/L H2SO4溶液中，N-苯基硫脲(N-PTU)与碘离子对生铁的协同缓蚀性能。研究表明，随着N-PTU浓度的增大，缓蚀效率提高。随着碘化钾的加入，N-PTU的缓蚀效果相应增强。N-PTU、碘化物、N-PTU与碘化物的混合物的吸附都符合Langmuir吸附等温式。N-PTU受库仑力作用吸附在金属表面，而碘离子则受化学键的作用吸附在金属表面。

(2)硫脲作为还原剂

在油田工业中，由于开采程度的不断加深，国内大多数油田都进入了中、高含水期，堵水调剖技术得到了广泛的应用。延缓型交联剂是堵水剂的主要成分，由重铬酸钠、硫代硫酸钠、硫脲复合而成的延缓型交联剂具有成胶时间可调、凝胶强度较高、表观黏度满足现场生产的需要等特点。其中硫脲与重铬酸钠发生氧化还原反应，硫脲作为还原剂将Cr6+还原为Cr3+。

据报道，在硫酸介质中，以Fe2+和Cu2+作催化剂，用硫脲作还原剂还原Mo6+为Mo5+，Mo5+与硫氰酸盐生成橙黄色配合物，即可以进行测定，该法可用于复杂物料中微量钼的测定，结果理想。

(3)硫脲作为稳定剂

聚丙烯酰胺的氧化降解是实际应用中十分突出的问题，而在高温条件下硫脲和Co2+的复合体系可以产生协同效应，能有效地阻止HPAM的氧化降解。在Sn和Sn-Pb的合金镀液中加入硫脲及其衍生物，可以有效地提高镀液的高温时效稳定性。据报道在碳纤维表面化学镀镍工艺中，及在Ni-P-TiO2(纳米)化学复合镀工艺中，硫脲都可以作为有效的稳定剂。在分析水果中的乙氧喹含量及成分时，硫脲作为稳定剂可以与试样均匀地混合在一起，并用丙酮代替乙烷以增加测定的有效率。

(4)硫脲作为解脱液

由对磺基苯偶氮变色酸制得的树脂能够将微量铂和钯的氯配阴离子交换并与常见的金属离子分离，之后可以用酸性硫脲溶液定量洗脱，该法适用于测定微量铂和钯。

泡沫塑料吸附富集-石墨炉原子吸收光谱法测定各类地质样品中痕量金，硫脲溶液作为解脱液，其浓度在8～30g/L时Au的解脱可趋于完全。

(5)硫脲作为活化剂

钢的低温渗硼是一种非常有效的表面强化工艺，而硫脲正是低温粉末渗硼剂中的主要活化剂，它能与其他物质共同作用提高渗速，使渗层均匀、致密，从而提高渗层的耐磨性。

硫脲对高镍铜阳极电解阴极铜表面晶粒状况能产生一定的影响，硫脲作为表面活性物质，能在阴极上生成硫化亚铜微粒，补充结晶中心，而使阴极结晶变细，与胶联合使用，可以细化结晶，获得结构均匀致密的阴极铜。

(6)硫脲作为漂白剂

在纺织工业中，硫脲可作为漂白剂应用于织物的漂白。

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