通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法
2023-09-21 13:06:45 3
專利名稱：通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法
技術領域：
本發明涉及一種對有機緩蝕劑進行改性的方法。特別是涉及一種能夠有效提高有機緩蝕劑緩蝕效率的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法。
背景技術：
緩蝕劑能有效地阻止或減緩金屬的腐蝕。但是現有的無機緩蝕劑往往功能單一、環境汙染較嚴重；有機緩蝕劑與金屬間的作用通常是表面吸附作用，即不牢固也不均勻，緩蝕效果一般。因此探索結合力較強的功能化有機緩蝕劑，己成為開發和研究高效緩蝕劑的一個重要方向。磁功能化的複合材料具有十分廣闊的應用前景，尤其是磁性複合材料已經成功地應用於醫學上的靶向用藥、工業催化及環境領域的吸附劑回收等方面，獲得十分顯著的效果，但是磁功能化緩蝕劑的研究還未見報導。鐵的物理性質決定了它是一種易於與磁性物質相吸引的材料，因此磁功能化的有機緩蝕劑與鐵基材料之間的結合力將會增加磁性引力，有利於在鐵基材料的表面形成結合能力更強的保護層。另外，已報導的研究結果表明在磁場作用下可以通過減緩Fe3+和Fe2+向溶液中擴散並促使Fe3+還原為Fe2+，抑制陽極溶解。所以在有機緩蝕劑中引入磁性是提聞其對鐵基材料防腐效果的一個新思路，也是一條有效途徑。
發明內容
本發明所要解決的技術問題是，提供一種利用磁性的特殊功能增強有機緩蝕劑的結合力、抑制陽極溶解，進而提高緩蝕效率的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法。本發明所採用的技術方案是一種通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，是將有機緩蝕劑與磁性納米材料複合，提高有機緩蝕劑緩蝕效果的方法，複合過程具體包括如下步驟 I)將磁性納米粒子分散在有機緩蝕劑中並混合均勻；2)加入適量的表面活性劑；3)調節酸度；4)加入引發劑，在設定溫度下實現有機-無機的複合。所述的磁性納米粒子是磁流體，或是Fe基、Co基、Ni基和FeNiCo基中的一種合金磁性納米材料，或是鐵氧體和鈣鈦礦中的一種化合物磁性納米材料。步驟I)中所述的磁性納米粒子的放入量是每IOOmL的有機緩蝕劑中放入O. 5g 3g的磁性納米粒子。步驟2)中所述的表面活性劑是0P-10、吐溫、司班、SDBS、SDS、月桂醇硫酸鈉、多元醇中的一種表面活性劑。步驟3)中所述的酸度根據有機緩蝕劑成分控制在pH〈7。步驟4)中所述的引發劑，是有機過氧化合物、過硫酸鉀、過硫酸胺、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈中的一種。
所述的有機過氧化合物是R-O-O-H或R-0-0-R，其中R為烷基或醯基或碳酸酯基。本發明的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，使有機緩蝕劑同時具有磁力吸引和有機吸附雙重作用，與鐵基材料的結合力更強，有效提高了有機緩蝕劑的緩蝕效果。且磁功能化方法簡單通用，可以根據有機物的特性選擇合適的表面活性劑和引發劑實現與磁性納米材料複合，完成磁功能化改性。有利於在原有緩蝕劑研究基礎上開發新型高效緩蝕劑。為節約資源和實現快速、有效開發新型緩蝕劑產品提供有效途徑。
圖1是實例I中20#碳鋼在天然海水中電化學阻抗譜；圖中曲線a是20#碳鋼在含有樣品I的天然海水中的電化學阻抗譜；曲線b是20#碳鋼在含有樣品2的天然海水中的電化學阻抗譜(樣品2為成分與 樣品I完全相同，但未進行磁功能化改性的有機緩蝕劑);曲線c是20#碳鋼在不加任何緩蝕劑的天然海水中的電化學阻抗譜。
具體實施例方式下面結合實施例和附圖對本發明的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法做出詳細說明。本發明的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，旨在利用磁性的特殊功能增強有機緩蝕劑的結合力、抑制陽極溶解，進而提高緩蝕效率。即，通過有機緩蝕劑與磁性納米材料複合，形成磁性有機-無機複合物，實現對有機緩蝕劑進行磁功能化改性。本發明的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，是將有機緩蝕劑與磁性納米材料複合，提高有機緩蝕劑的緩蝕效果，複合過程具體包括如下步驟I)將磁性納米粒子分散在有機緩蝕劑中並混合均勻；所述的磁性納米粒子是磁流體(鐵磁流體、鎳磁流體、鈷磁流體等)，或是Fe基、Co基、Ni基和FeNiCo基在內的常見合金磁性納米材料中的一種，或是鐵氧體(鋅鐵氧體、錳鐵氧體、鎳鐵氧體、鈷鐵氧體、四氧化三鐵及稀土石榴石型鐵氧體等)和鈣鈦礦在內的常見化合物磁性納米材料中的一種。所述的磁性納米粒子的加入量是每IOOmL有機緩蝕劑中加入O. 5g 3g的磁性納米粒子。2)加入適量的表面活性劑；所述的表面活性劑是0P-10、吐溫、司班、SDBS, SDS、月桂醇硫酸鈉、多元醇中的一種表面活性劑，用量根據有機物的成分和表面活性劑的性質確定。3)調節酸度；所述的酸度根據有機緩蝕劑成分控制在pH〈7。4)加入引發劑，在設定溫度下實現有機-無機的複合。所述的引發劑，是有機過氧化合物、過硫酸鉀、過硫酸胺、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈中的一種。所述的有機過氧化合物是R-O-O-H或R-0-0-R，其中R為烷基或醯基或
碳酸酯基。下面舉例對本發明的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法做更詳細地描述實例1:I)稱取納米鈷鐵氧體O. 2g ；2)將納米鈷鐵氧體均勻分散到15mL有機緩蝕劑中，並加入O.1g 0P-10 ；3)調節酸度為pH=3;4)加入5mg過硫酸胺引發劑；5)在85 下恆溫反應3h,得到樣品I ;說明
①步驟2)中所用有機緩蝕劑為市售有機緩蝕劑，工業級產品；②圖1中提及的樣品2為成分與樣品I完全相同，但未進行磁功能化改性的有機緩蝕劑。③緩蝕效果分析a)將20#碳鋼放在不含任何緩蝕劑的天然海水介質中，其腐蝕速率為O. 9056mm/a ；b)將20#碳鋼放在含有樣品2的天然海水介質中，其腐蝕速率為O. 2383mm/a,緩蝕率為73. 7% ；c )將20#碳鋼放在含有本實例樣品I的天然海水介質中，其腐蝕速率為O. 0693mm/a,緩蝕率為93. 1% ；d)由上述對20#碳鋼在天然海水介質中腐蝕速率分析和電化阻抗譜分析(圖1所示)可知，相同測試條件下，通過磁功能化改性的有機緩蝕劑的緩蝕效果明顯優於相同成分非磁功能化有機緩蝕劑的緩蝕效果。實例2 I)稱取納米級鎳磁流體O. 75g ；2)將納米磁流體均勻分散到25mL有機緩蝕劑中，並加入O. 05g SDBS ；3)調節酸度為pH=4 ；4)加入Smg過硫酸胺引發劑；5)在95°C下恆溫反應6h，得到樣品3 ；說明①步驟2)中所用有機緩蝕劑為市售有機緩蝕劑，工業級產品；②將20#碳鋼放在含有本實例樣品3的天然海水介質中，其腐蝕速率為O. 0815mm/a，緩蝕率為91.0%;實例3 I)稱取納米四氧化三鐵O.1g ;2)將納米四氧化三鐵均勻分散到20mL有機緩蝕劑中，並加入O.1g 0P-10 ；3)調節酸度為pH=5;4)加入5mg過硫酸鉀引發劑；5)在8(TC下恆溫反應6h,得到樣品4 ；說明①步驟2)中所用有機緩蝕劑為市售有機緩蝕劑，工業級產品；
②將20#碳鋼放在含有本實例樣品4 的天然海水介質中，其腐蝕速率為O. 0487mm/a,緩蝕率為94. 6%。
權利要求
1.一種通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，其特徵在於，是將有機緩蝕劑與磁性納米材料複合，提高有機緩蝕劑緩蝕效果的方法，複合過程具體包括如下步驟 1)將磁性納米粒子分散在有機緩蝕劑中並混合均勻； 2)加入適量的表面活性劑； 3)調節酸度； 4)加入引發劑，在設定溫度下實現有機-無機的複合。
2.根據權利要求1所述的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，其特徵在於，所述的磁性納米粒子是磁流體，或是Fe基、Co基、Ni基和FeNiCo基中的一種合金磁性納米材料，或是鐵氧體和鈣鈦礦中的一種化合物磁性納米材料。
3.根據權利要求1所述的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，其特徵在於，步驟I)中所述的磁性納米粒子的放入量是每IOOmL的有機緩蝕劑中放入O. 5g 3g的磁性納米粒子。
4.根據權利要求1所述的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，其特徵在於，步驟2)中所述的表面活性劑是0P-10、吐溫、司班、SDBS、SDS、月桂醇硫酸鈉、多元醇中的一種表面活性劑。
5.根據權利要求1所述的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，其特徵在於，步驟3)中所述的酸度根據有機緩蝕劑成分控制在pH〈7。
6.根據權利要求1所述的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，其特徵在於，步驟4)中所述的引發劑，是有機過氧化合物、過硫酸鉀、過硫酸胺、偶氮二異丁腈或偶氮二異庚腈中的一種。
7.根據權利要求6所述的通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，其特徵在於，所述的有機過氧化合物是R-O-O-H或R-0-0-R，其中R為烷基或醯基或碳酸酯基。
全文摘要
一種通過磁功能化對有機緩蝕劑進行改性的方法，是將有機緩蝕劑與磁性納米材料複合，提高有機緩蝕劑緩蝕效果的方法，包括將磁性納米粒子分散在有機緩蝕劑中並混合均勻；加入適量的表面活性劑；調節酸度；加入引發劑，在設定溫度下實現有機-無機的複合。本發明使有機緩蝕劑同時具有磁力吸引和有機吸附雙重作用，與鐵基材料的結合力更強，有效提高了有機緩蝕劑的緩蝕效果。且磁功能化方法簡單通用，可以根據有機物的特性選擇合適的表面活性劑和引發劑實現與磁性納米材料複合，完成磁功能化改性。有利於在原有緩蝕劑研究基礎上開發新型高效緩蝕劑。為節約資源和實現快速、有效開發新型緩蝕劑產品提供有效途徑。
文檔編號C23F11/10GK103014717SQ20121057534
公開日2013年4月3日 申請日期2012年12月24日 優先權日2012年12月24日
發明者侯相鈺, 張正, 王維珍, 高麗麗, 高翔, 崔振東, 尹建華 申請人:國家海洋局天津海水淡化與綜合利用研究所