申请日2017.06.19
公开(公告)日2017.11.24
IPC分类号C23F11/10; C23F11/12; C23F11/14
摘要
本发明公开了一种水处理铜复配缓蚀剂，包括苄基叠氮和3‑丁炔‑1‑醇，所述的苄基叠氮的浓度为0.1‑1.0mM，或者包括3‑丁炔‑1‑醇，所述的3‑丁炔‑1‑醇的浓度为0.1‑1.5mM。还提供了一种水处理铜复配缓蚀剂，包括苄基叠氮和3‑丁炔‑1‑醇，所述的苄基叠氮的浓度为0.3‑0.7mM，所述的3‑丁炔‑1‑醇的浓度为0.3‑0.7mM。通过电化学测试得出复配缓蚀剂配方为：0.5mMBA、0.5mM3‑BOL，复配药剂总用量为1.0mM，缓蚀效率达到92.2%。本发明采用的复配缓蚀剂不仅能改善单一缓蚀膜的缺陷，而且能通过表面点击反应原位形成三氮唑缓蚀膜，抑制铜腐蚀的阴极和阳极反应。
权利要求书
1.一种水处理铜复配缓蚀剂，其特征在于：包括苄基叠氮，所述的苄基叠氮的浓度为0.1-1.0mM。
2.根据权利要求1所述的水处理铜复配缓蚀剂，其特征在于：所述的苄基叠氮的浓度为1.0mM。
3.一种水处理铜复配缓蚀剂，其特征在于：包括3-丁炔-1-醇，所述的3-丁炔-1-醇的浓度为0.1-1.5mM。
4.根据权利要求3所述的水处理铜复配缓蚀剂，其特征在于：所述的3-丁炔-1-醇的浓度为1.0mM。
5.一种水处理铜复配缓蚀剂，其特征在于：包括苄基叠氮和3-丁炔-1-醇，所述的苄基叠氮的浓度为0.3-0.7mM，所述的3-丁炔-1-醇的浓度为0.3-0.7mM。
6.根据权利要求5所述的水处理铜复配缓蚀剂，其特征在于：所述的苄基叠氮和3-丁炔-1-醇的浓度之和为1.0mM。
7.根据权利要求1所述的水处理铜复配缓蚀剂，其特征在于：所述的苄基叠氮的浓度为0.5mM，所述的3-丁炔-1-醇的浓度为0.5mM。
说明书
一种水处理铜复配缓蚀剂
技术领域
本发明属于化工领域，涉及缓蚀剂，具体来说是一种水处理铜复配缓蚀剂。
背景技术
铜及其合金具有优良的导电和导热性，在电力、电子、海洋等行业得到了广泛的应用。铜及其合金虽然具有一定的耐蚀性，但在一些含有高浓度Cl-的腐蚀介质中很容易被腐蚀，从而对材料的外观和性能造成破坏，导致巨大的经济损失和安全隐患。针对铜及其合金的腐蚀防护，除了研制新型铜合金材料外，寻求简单高效的防腐方法显得尤为重要。缓蚀剂的使用具有操作简单、量少成本低等特点，是一种经济有效的防腐方法。但单一缓蚀剂的使用已无法达到防腐工作的要求，开发新型复配缓蚀剂成为研究者的共识。
以苯并三氮唑(BTA)为代表的唑类化合物是铜及其合金的特效缓蚀剂。BTAH可以和一价铜离子形成链状聚合物，从而在铜合金表面形成保护层。但单独使用时用量大，成本高并且具有一定的毒性，会对环境造成影响。从目前相关报道来看，复配缓蚀剂的研究很多集中在有机唑类化合物与无机金属盐、表面活性剂和其他有机化合物上。申请号为201010608485.4的专利提供了一种复合配方，以顺酐辛胺、油酸酰胺、钼酸钠和BTA进行复合。该配方的使用避免了单独使用BTA的弊端，但其缓蚀技术指标有待进一步提高。申请号为201210121066.7的专利利用有机唑类化合物和无机盐，实现了缓蚀剂高浓度快速成膜，低浓度维持运行修膜。但其工艺路线较为复杂，药剂的种类较多，而且一些药剂的水溶性不好，只溶解在有机溶剂中，对水质产生影响。从上述相关报道分析，复配缓蚀剂的研究存在着缓蚀效果不佳的问题。而目前研究的复配缓蚀剂大多是通过缓蚀剂间的物理和化学吸附作用，在铜表面形成保护膜，从而起到协同作用。但是通过这种相互作用形成的协同效果并不是很明显，寻找其他的方式提高缓蚀剂的复配缓蚀效果是非常重要的。Cu(I)催化的有机叠氮和炔烃点击化学反应具有反应条件温和、产率高、立体选择性好等优点，已被普遍使用合成三氮唑衍生物应用为缓蚀剂。利用铜腐蚀产生的Cu+，通过表面点击化学反应，发挥缓蚀剂的协同作用，能有效改善对铜及其合金的缓蚀效果。
发明内容
针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种水处理铜复配缓蚀剂，所述的这种水处理铜复配缓蚀剂要解决现有技术中的缓蚀剂对铜及其合金缓蚀效果不佳的技术问题。
本发明提供了一种水处理铜复配缓蚀剂，包括苄基叠氮，所述的苄基叠氮的浓度为0.1-1.0mM。
进一步的，所述的苄基叠氮的浓度为1.0mM。
本发明提供了一种水处理铜复配缓蚀剂，包括3-丁炔-1-醇，所述的3-丁炔-1-醇的浓度为0.1-1.5mM。
进一步的，所述的3-丁炔-1-醇的浓度为1.0mM。
本发明提供了一种水处理铜复配缓蚀剂，包括苄基叠氮和3-丁炔-1-醇，所述的苄基叠氮的浓度为0.3-0.7mM，所述的3-丁炔-1-醇的浓度为0.3-0.7mM。
进一步的，所述的苄基叠氮和3-丁炔-1-醇的浓度之和为1.0mM。
进一步的，所述的苄基叠氮的浓度为0.5mM，所述的3-丁炔-1-醇的浓度为0.5mM。
具体的，上述缓蚀剂的溶剂为水。或者将苄基叠氮和/或3-丁炔-1-醇溶解在3wt.%NaCl溶液中。
具体的，上述的苄基叠氮(BA)，分子式为C7H8N3;3-丁炔-1-醇(3-BOL)，分子式为C4H6O。
本发明的制备是将苄基叠氮和/或者3-丁炔-1-醇溶解在水中，或者溶解于3wt.%NaCl溶液中即可使用。
由电化学结果可知，叠氮和端炔化合物之间存在缓蚀协同作用，即从缓蚀效率来讲，具有“1+1≥2”的效果,最优缓蚀效率可达到92.2%。这种复配缓蚀剂能使铜的阴、阳极腐蚀电流密度均降低，同时抑制铜腐蚀的阴、阳极反应，是一种混合型缓蚀剂。
目前，有机缓蚀剂的协同机理有以下几种：一是某种缓蚀剂吸附后能改变金属表面电荷分布，有利于另一种缓蚀剂的吸附，形成更好的保护膜。二是复配缓蚀剂能在金属表面形成双层膜结构，相互增强膜的稳定性。但本发明使用的复配缓蚀剂，在铜腐蚀产生的Cu+的催化作用下，能够在铜表面发生点击化学反应形成三氮唑化合物。三氮唑化合物沉积在铜表面，同时还有两种复配缓蚀膜的存在，这种三元缓蚀膜增强了对铜的保护效果。利用腐蚀产生的金属离子的催化作用，诱导缓蚀保护膜的形成，来抑制金属腐蚀的方法具有创新性。
通过电化学测试得出复配缓蚀剂配方为：0.5mMBA、0.5mM3-BOL，复配药剂总用量为1.0mM，缓蚀效率达到92.2%。本发明采用的复配缓蚀剂不仅能改善单一缓蚀膜的缺陷，而且能通过表面点击反应形成三氮唑缓蚀膜，抑制铜腐蚀的阴极和阳极反应。本发明使用的复配缓蚀剂在铜腐蚀产生的Cu+催化作用下，具有更好的协同作用，能高效抑制铜在海水介质中的腐蚀。
本发明和已有技术相比，其技术是显著的。本发明利用有机叠氮和炔烃化合物的表面点击化学反应，提供一种新型的水处理铜缓蚀剂配方。通过点击组装在铜表面制备了三氮唑缓蚀膜，能降低铜在海水淡化过程中的腐蚀，提高设备利用率，进而增强生产率和经济效益。