硫脲的應用

[db:作者] / 2023-01-09 00:00

[應用]硫脲可作為緩蝕劑、還原劑、穩定劑、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域中有著廣泛的應用。在特定溶液中，硫脲在金屬表面能產生吸附行為，而這正是它產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，硫脲對鐵也能產生緩蝕作用，它具有濃度極值現象，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：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安全生產的主要問題，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，得到以下結論。

①苯硫脲和二苯基硫脲：在10～60℃范圍內，隨溫度的升高，從以陰極控制為主，逐步轉為以陽極控制為主，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，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。結果表明：硫脲在酸性溶液中水解產生的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，其濃度極值現象與H2S的生成有關。

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

在油田工業中，由于開采程度的不斷加深，國內大多數油田都進入了中、高含水期，堵水調剖技術得到了廣泛的應用。延緩型交聯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劑具有成膠時間可調、凝膠強度較高、表觀黏度滿足現場生產的需要等特點。其中硫脲與重鉻酸鈉發生氧化還原反應，硫脲作為還原劑將Cr6+還原為Cr3+。

據報道，在硫酸介質中，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，結果理想。

(3)硫脲作為穩定劑

聚丙烯酰胺的氧化降解是實際應用中十分突出的問題，而在高溫條件下硫脲和Co2+的復合體系可以產生協同效應，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定性。據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定劑。在分析水果中的乙氧喹含量及成分時，硫脲作為穩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將微量鉑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，它能與其他物質共同作用提高滲速，使滲層均勻、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生一定的影響，硫脲作為表面活性物質，能在陰極上生成硫化亞銅微粒，補充結晶中心，而使陰極結晶變細，與膠聯合使用，可以細化結晶，獲得結構均勻致密的陰極銅。

(6)硫脲作為漂白劑

在紡織工業中，硫脲可作為漂白劑應用于織物的漂白。

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