利用二苄基二硫代氨基甲酸钾制备镍配合物缓蚀剂的方法及其应用技术

本发明专利技术公开了一种利用二苄基二硫代氨基甲酸钾制备镍配合物缓蚀剂的方法，其特征在于：以NiCl2·6H2O和二苄基二硫代氨基甲酸钾为原料，室温搅拌反应，反应完后过滤得到固体产物。所制备的镍配合物缓蚀剂作为金属缓蚀剂的应用。其能延缓铜在0.5mol/L硫酸溶液中的腐蚀速度。与现有技术相比，本发明专利技术具有下列特点和有益效果：常温常压下即可操作，安全系数更高；使用极其简单的反应釜即可，无需复杂、昂贵的反应釜；产率达到67％以上，比传统合成方法的50％产率大幅提升。

Method and Application of Preparing Nickel Complex Corrosion Inhibitor with Potassium Dibenzyl Dithiocarbamate

The invention discloses a method for preparing nickel complex corrosion inhibitor by using potassium dibenzyl dithiocarbamate. The method is characterized in that the solid product is obtained by stirring reaction at room temperature with NiCl2.6H2O and potassium dibenzyl dithiocarbamate as raw materials and filtering after reaction. The prepared nickel complex corrosion inhibitor is used as metal corrosion inhibitor. It can retard the corrosion rate of copper in 0.5 mol/L sulfuric acid solution. Compared with the existing technology, the invention has the following characteristics and beneficial effects: it can be operated at room temperature and pressure, and has higher safety factor; it can be used with extremely simple reactor without complex and expensive reactor; the yield can reach over 67%, which greatly improves the 50% yield of the traditional synthesis method.

【技术实现步骤摘要】
利用二苄基二硫代氨基甲酸钾制备镍配合物缓蚀剂的方法及其应用
本专利技术涉及化合物合成领域，具体涉及一种利用二苄基二硫代氨基甲酸钾制备镍配合物缓蚀剂的方法及其应用。
技术介绍
铜因其具有良好的机械性能和优越的耐腐蚀性能而被广泛应用于各种工业领域当中。然而，在某些特殊条件下，比如在氧化酸性溶液当中，铜经常会受到严重腐蚀。铜材料的腐蚀是一个严重的问题，造成的经济损失表现在金属设备的维护、维修和更换上。镍的配合物Ni(DBTC)2是氯磺化聚乙烯生产过程中的热稳定剂，其分子中具有一些π共轭体系(苯环)和多个硫原子以及氮原子，通常含有这些杂原子或杂环和π共轭体系的分子是有效的缓蚀剂，故其常被用作铜在酸性环境下的高效缓蚀剂。但它的合成过程却鲜有报道，已知的合成过程存在收率低，反应速率慢，选择性差等缺点。所以开发出高效，简易，环保的合成方法具有极其重要的意义。谢木标[1]等人采用溶剂热合成的方法制备了金属配合物Ni(DBTC)2。其合成方法是将二苄基二硫代氨基甲酸钠NaDBTC(0.120g,0.40mmol)、NiSO4·2H2O(0.038g,0.20mmol)及无水乙醇(8mL)混合在15mL聚四氟乙烯内衬不锈钢反应釜中,升温至90℃后保温反应12h,自然冷却到室温即可得到适于晶体结构分析的黑色晶体，所得产率为50％。在BrukerSmartApexIICCD衍射仪上用石墨单色化得Mo-Kα射线(＝0.071073nm),ω/2θ扫描方式收集晶体的衍射数据(T＝293K)。使用SHELXS-97程序对衍射数据进行LP因子和multi-scan吸收校正。由直接法解析晶体结构,其他非氢原子坐标通过差值Fourier合成并各向异性修正,氢原子为理论加氢，最终由全矩阵最小二乘法对结构精修至收敛，最终得到产物得晶体结构。加上红外光谱和热重分析的结果，表明所合成产物为准确的Ni(DBTC)2配合物。该工艺需要升温到90℃反应，能耗高，反应时间长，且得到的黑色晶体未经重结晶收率才50％，收率低。
技术实现思路
针对上述现有技术的不足，本专利技术提供一种利用二苄基二硫代氨基甲酸钾制备镍配合物缓蚀剂的方法。收率高、能耗低、反应时间短，且无需复杂的设备。本专利技术还提供了镍配合物缓蚀剂的应用。为了解决上述技术问题，本专利技术采用了如下的技术方案：一种利用二苄基二硫代氨基甲酸钾制备镍配合物缓蚀剂的方法，其特征在于：以NiCl2·6H2O和二苄基二硫代氨基甲酸钾为原料，室温搅拌反应，反应完后过滤得到固体产物。上述方案中：具体反应步骤为将NiCl2·6H2O配制成水溶液，将二苄基二硫代氨基甲酸钾配制成甲醇溶液，将NiCl2·6H2O水溶液逐渐加入二苄基二硫代氨基甲酸钾的甲醇溶液中。上述方案中：反应时间为5-7h。上述方案中：NiCl2·6H2O水溶液的浓度为0.05mol/L，二苄基二硫代氨基甲酸钾的甲醇溶液的浓度为0.05mol/L，所述NiCl2·6H2O与二苄基二硫代氨基甲酸钾的mol比为1：2。上述方案中：将过滤所得的固体产物用甲醇洗涤，然后用乙醚洗涤；洗涤完成后将其固体产物用二氯甲烷和甲醇的混合溶液重结晶，得到绿色晶体即为产品。上述方案中：二氯甲烷和甲醇的混合溶液中二氯甲烷、甲醇的体积比为1：1。本专利技术选用NiCl2·6H2O和二苄基二硫代氨基甲酸钾作为起始原料进行反应，与现有的工艺相比，本专利技术只需要反应5-7h，反应时间大大缩短。本专利技术在室温下反应，不需要任何加热能耗，能耗低。本专利技术的方法，经过反应重结晶后得到纯度大于99％的绿色晶体的产品，收率大于67％，比现有工艺未经重结晶的50％的收率有大幅提升，取得了意想不到的效果。所制备的镍配合物缓蚀剂作为金属缓蚀剂的应用。即其在用作金属缓蚀剂中的应用，能延缓铜在0.5mol/L硫酸溶液中的腐蚀速度。0.5mol/L硫酸溶液中加入镍配合物缓蚀剂的浓度为0.002mol/L-0.008mol/L。有益效果本专利技术具有下列特点和有益效果：本专利技术常温常压下即可操作，安全系数更高；使用极其简单的反应釜即可，无需复杂、昂贵的反应釜；产率达到67％以上，比传统合成方法的50％产率有大幅提升。而采用本专利技术所述制备方法制备得到的Ni(DBTC)2配合物缓蚀剂可以大幅度延缓铜金属在酸性环境下的腐蚀速度。附图说明图1是本专利技术所制备的Ni(DBTC)2缓蚀剂的红外光谱图。图2为99.99％纯铜(质量分数)在不同浓度Ni(DBTC)2缓蚀剂的0.5mol/LH2SO4溶液中的极化曲线。图3(A～C)为99.99％铜样，及其在不添加和含0.008mol/LNi(DBTC)2缓蚀剂的0.5mol/LH2SO4溶液中浸泡32小时的SEM图像。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步的详细说明。实施例1在装有搅拌器的100mL三口烧瓶中加入20mL配制好的0.05mol/L二苄基二硫代氨基甲酸钾的甲醇溶液，再在搅拌的条件下逐渐加入10毫升所配制的0.05mol/L的NiCl2水溶液(避免浓度局部变化大)。加入完后，在室温(25℃左右)下将反应混合物搅拌5小时至反应完全，最终形成浅绿色固体。将浅绿色固体过滤，得到固体产物。将上述过滤所得到的固体产物用甲醇洗涤三次，再用乙醚洗涤三次。洗涤后的固体物质置于体积比为二氯甲烷：甲醇＝1：1的混合溶液中重结晶，得到绿色晶体，即为本专利技术的最终产物Ni(DBTC)2配合物，收率为67.0％。以上所有步骤均在室温(5-25℃)和常压下进行。所用化学品试剂从商业公司购买获得并直接使用无需进一步纯化。实施例2在装有搅拌器的100mL三口烧瓶中加入20mL配制好的0.05mol/L二苄基二硫代氨基甲酸钾的甲醇溶液，再在搅拌的条件下逐渐加入10毫升所配制的0.05mol/L的NiCl2水溶液。加完后在室温(25℃左右)下将反应混合物搅拌6小时至反应完全，最终形成浅绿色固体。将浅绿色固体过滤，得到固体产物。将上述过滤所得到的固体产物用甲醇洗涤三次，再用乙醚洗涤三次。洗涤后的固体物质置于体积比为二氯甲烷：甲醇＝1：1的混合溶液中重结晶，得到绿色晶体，即为本专利技术的最终产物Ni(DBTC)2配合物，收率为67.3％。以上所有步骤均在室温(5-25℃)和常压下进行。所用化学品试剂从商业公司购买获得并直接使用无需进一步纯化。实施例3在装有搅拌器的100mL三口烧瓶中加入20mL配制好的0.05mol/L二苄基二硫代氨基甲酸钾的甲醇溶液，再在搅拌的条件下逐渐加入10毫升所配制的0.05mol/L的NiCl2水溶液。加完后，在室温(5℃左右)下将反应混合物搅拌7小时至反应完全，最终形成浅绿色固体。反应完后，将浅绿色固体过滤，得到固体产物。将上述过滤所得到的固体产物用甲醇洗涤三次，再用乙醚洗涤三次。洗涤后的固体物质置于体积比为二氯甲烷：甲醇＝1：1的混合溶液中重结晶，得到绿色晶体，即为本专利技术的最终产物Ni(DBTC)2配合物，收率为67.1％。以上所有步骤均在室温(5-25℃)和常压下进行。所用化学品试剂从商业公司购买获得并直接使用无需进一步纯化。实施例4本专利技术制备得到的Ni(DBTC)2缓蚀剂缓蚀效果评价4.1失重法失重实验使用质量分数为99.99％的铜片，尺寸为50mm*25mm*2mm。第一步将铜片进行预处理本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种利用二苄基二硫代氨基甲酸钾制备镍配合物缓蚀剂的方法，其特征在于：以NiCl2·6H2O和二苄基二硫代氨基甲酸钾为原料，室温搅拌反应，反应完后过滤得到固体产物。

【技术特征摘要】
1.一种利用二苄基二硫代氨基甲酸钾制备镍配合物缓蚀剂的方法，其特征在于：以NiCl2·6H2O和二苄基二硫代氨基甲酸钾为原料，室温搅拌反应，反应完后过滤得到固体产物。2.根据权利要求1所述利用二苄基二硫代氨基甲酸钾制备镍配合物缓蚀剂的方法，其特征在于：具体反应步骤为将NiCl2·6H2O配制成水溶液，将二苄基二硫代氨基甲酸钾配制成甲醇溶液，将NiCl2·6H2O水溶液逐渐加入二苄基二硫代氨基甲酸钾的甲醇溶液中。3.根据权利要求2所述利用二苄基二硫代氨基甲酸钾制备镍配合物缓蚀剂的方法，其特征在于：反应时间为5-7h。4.根据权利要求3所述利用二苄基二硫代氨基甲酸钾制备镍配合物缓蚀剂的方法，其特征在于：NiCl2·6H2O水溶液的浓度为0.05mol/L，二苄基二硫代氨基甲酸钾的甲醇溶液的浓度为0.05mol/L，所述NiCl2·6H2O与二苄基二...

【专利技术属性】
技术研发人员：申威峰，李富华，
申请(专利权)人：重庆大学，
类型：发明
国别省市：重庆,50