一種銅酸洗綠色環保型緩蝕劑的製作方法
2023-05-22 18:39:21 1
專利名稱：：一種銅酸洗綠色環保型緩蝕劑的製作方法
技術領域：
：本發明涉及一種在酸洗過程中防止、延緩金屬腐蝕的緩蝕劑，更具體地說是涉及一種用於銅的綠色環保型緩蝕劑。
背景技術：
：銅具有良好的導電、導熱、大強度和機械加工性能，可以焊接;而銅及其合金更具有優異的耐腐蝕和抗汙損性能及其他特點。因此，長期以來，在工業、軍事、民用等各個領域，銅和銅合金得到了廣泛的應用和發展。但在含有氧或酸性以及一些能與銅生成絡合物的化合物的水溶液中易發生腐蝕。近年來，隨著水質汙染程度的不斷加深，銅及銅合金的腐蝕問題變得越來越嚴重。在腐蝕介質中添加緩蝕劑是有效的防腐方法之一，苯並三唑及其衍生物是工業上防止銅和銅合金腐蝕的一種高效緩蝕劑，但是在酸性介質中它們的緩蝕效果急劇下降。同時，苯並三唑等雜環化合物的毒性較大，在使用過程往往造成對環境的不良影響。隨著人類環保意識的增強，緩蝕效率高而對環境無汙染的綠色緩蝕劑越來越被人們所重視。胺基酸類緩蝕劑具有無毒、易生物降解的特點，已成為綠色緩蝕劑研究開發的一個重要方面，並且胺基酸是兩性電解質，其分子中同時含有胺基和羧酸根，胺基酸特殊的分子結構更引起人們的注意，因此近年來人們開始考察這類物質對金屬的緩蝕作用。兩種或兩種以上的緩蝕劑復配使用時，和原來單獨使用相比得到顯著的加強的現象，稱為緩蝕劑的協同效應(Eynergisticeffect)。目前胺基酸類有機物作為緩蝕劑的研究也有一些報導。但是蛋氨酸和硫酸鋅復配對銅的緩蝕作用還未見報導。
發明內容本發明的目的是為了提供一種在酸洗過程中防止、延緩銅金屬腐蝕的緩蝕劑。本發明所要解決的技術方案-一種適用與酸性環境中銅的緩蝕劑由蛋氨酸與硫酸鋅混合而成，其中蛋氨酸的濃度為014mM，硫酸鋅的濃度為012.5mM。當蛋氨酸為12mM和硫酸鋅為0.5mM時緩蝕劑效果最佳。發明的有益效果本發明的緩蝕劑由蛋氨酸和硫酸鋅復配而成，兩種緩蝕劑組分復配使用後的效果優於其中任何一種緩蝕劑單一使用的效果。電化學數據表明，加入12mM蛋氨酸和0.5mM硫酸鋅緩蝕劑後銅的腐蝕電流大大降低，從51.87^lA'cm^降到4.17pA，cm—2，緩蝕效率約為91.96%。尤其是對0.5MHC1溶液中的銅本發明緩蝕劑的緩蝕效果最明顯。圖1，是銅電極浸在未加和添加不同濃度緩蝕劑蛋氨酸的0.5MHC1溶液中的交流阻抗圖(Nyquist圖)圖2，是銅電極浸在未加和添加不同濃度緩蝕劑蛋氨酸的0.5MHC1溶液中的極化曲線圖3，是銅電極浸泡在含單一硫酸鋅、單一蛋氨酸(12mM)及復配緩蝕劑的0.5MHC1溶液中2h後的交流阻抗圖(Nyquist圖)圖4，是銅電極浸泡在含單一硫酸鋅、單一蛋氨酸(12mM)及復配緩蝕劑的0.5MHC1溶液中2h後的極化曲線圖。具體實施例方式通過實施例對本發明進一步解釋，但並不限制本發明。實施例l配製溶液將蛋氨酸、硫酸鋅分別按表1配成3組不同濃度。其中蛋氨酸(分析純)分子式為CsHu02S，白色或淡黃色結晶，能溶於水，無毒；硫酸鋅(分析純)分子式ZnS04，白色晶體，易溶於水。表1.3組不同濃度的緩蝕劑tableseeoriginaldocumentpage5銅電極的製備工作電極純銅用環氧樹脂封裝，暴露面積為0.4cm2，用金相砂紙(1#，#3#，6#)逐級打磨，然後用無水乙醇進行除油，最後用去離子水衝洗乾淨後放入電解池(即0.5MHC1及含有不同濃度本發明的緩蝕劑溶液)。實驗測試測試儀器交流阻抗和極化曲線的測定儀器為PAPCM283恆電位儀，PARC1025頻譜分析儀,配套軟體為PARCM398，PARCM352，交流阻抗的測量頻率範圍1050.02Hz，交流激勵信號峰值為5mV。極化曲線掃描範圍為-100+100mV，掃描速度為lmV/s。實驗中採用經典的三電極體系，工作電極為銅電極，輔助電極和參比電極分別為Pt電極和飽和甘汞電極。交流阻抗和極化曲線的測量均是在銅電極浸入表1中所列的各種濃度緩蝕劑0.5MHC1溶液中浸泡2h後在開路電位下進行的。其所得的結果見圖l、圖2、圖3、圖4、及表2、表3。其中，圖1為銅電極在含有不同濃度的蛋氨酸0.5MHC1溶液中浸泡2h小時後的交流阻抗圖。從圖1中可以看出單一蛋氨酸對銅具有一定的緩蝕性能，當蛋氨酸溶度逐漸增大時，緩蝕效率越大。當達到最佳的濃度之後，濃度繼續加大，緩蝕效果反而下降。其中蛋氨酸濃度在12mM時效果最佳。圖2是銅電極浸在含有不同濃度的蛋氨酸的0.5MHC1溶液中的極化曲線圖，表2列出了圖2得出的腐蝕電位、腐蝕電流密度和緩蝕率。由表2可以看出加入蛋氨酸緩蝕劑後，腐蝕電位負移，並且隨著蛋氨酸濃度的增加，腐蝕電流密度越來越小，緩蝕效率越高。但當濃度達到12mM時，緩蝕效率最佳。這和交流阻抗具有一致性。表2.不同濃度的蛋氨酸在0.5MHC1溶液中銅電極的腐蝕電位和腐蝕電流密度緩蝕劑/mMEcorr/mVIcorr/(xAcm-2空白-216,851.87蛋氨酸5-227.913.8973.22蛋氨酸10-237.89.0682.54蛋氨酸12-245.58.2284.15蛋氨酸12.5-244,08.3983.82蛋氨酸14-234,58.6183.40圖3是銅電極浸泡在含單一硫酸鋅、單一蛋氨酸(12mM)及復配緩蝕劑的0.5MHC1溶液中2h後的交流阻抗圖。由圖3可以看出少量的硫酸鋅加入大大提高了蛋氨酸對銅電極的緩蝕作用，這說明硫酸鋅和蛋氨酸具有很好的緩蝕協同作用。但是單獨加入硫酸鋅緩蝕率並不如硫酸鋅和蛋氨酸復配後緩蝕率好。12mM蛋氨酸和0.5mM硫酸鋅復配後緩蝕率最好可高達到91.96%。這是由於蛋氨酸和硫酸鋅形成一層比單一蛋氨酸更厚的膜覆蓋在銅電極表面。圖4是銅電極浸泡在含單一硫酸鋅、單一蛋氨酸(12mM)及復配緩蝕劑的0.5MHC1溶液中2h後的極化曲線圖，表3列出了由圖4得出的腐蝕電位、腐蝕電流密度和緩蝕率。從表3可知0.5MHC1溶液空白時銅電極的腐蝕電流為51.87pA，cm-2，單獨加入12.5mM硫酸鋅後腐蝕電流降低為4.17nA'cm—2，緩蝕效率為55.99%，單獨加入12mM蛋氨酸後腐蝕電流降低為8.22pA'cm—2，緩蝕效率為84.15%，而加入12mM蛋氨酸和0.5mM硫酸鋅後腐蝕電流降低為4.17|tiA*cm—2，緩蝕效率為91.96%，說明蛋氨酸和硫酸鋅復配對0.5MHC1溶液的銅具有明顯的緩蝕效果。這個結果與交流阻抗法得出的結論一致。表3.不同的緩蝕劑在0.5MHC1溶液中銅電極的腐蝕電位和腐蝕電流tableseeoriginaldocumentpage8權利要求1、一種用於酸性介質中銅的緩蝕劑，其特徵在於由蛋氨酸和鋅離子組成，其中蛋氨酸的濃度為0～14mM，鋅離子的濃度為0～12.5mM。2、如權利要求l所述的用於酸性介質中銅的緩蝕劑，其特徵是的蛋氨酸濃度為12mM，鋅離子濃度為0.5mM。3、如權利要求l所述的用於酸性介質中銅的緩蝕劑，其特徵在於所使用的酸為鹽酸，濃度為0.5M。全文摘要本發明涉及一種用於酸性介質中銅的綠色環保型緩蝕劑，由蛋氨酸和鋅離子復配而成，其中蛋氨酸的濃度為5～14mM，鋅離子的濃度為0.05～12.5mM。單一蛋氨酸在12mM效果最佳，而當12mM蛋氨酸和0.5mM鋅離子混合時，緩蝕劑效果更佳。在0.5M的鹽酸中加入本發明的12mM蛋氨酸和0.5mM鋅離子緩蝕劑後，銅的腐蝕電流大大降低，緩蝕效率約為91.96％，本發明的緩蝕劑成本低，綠色，環保，對環境危害小，對銅具有明顯的緩蝕效果。文檔編號C23G1/14GK101363124SQ20081020077公開日2009年2月11日申請日期2008年10月6日優先權日2008年10月6日發明者何先明,張大全,蔡奇睿,高立新申請人:上海電力學院