一种抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂制造技术

本发明专利技术公开了一种抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，其由钼酸钠溶液和香草醛溶液复配而成，复配后，钼酸钠的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，香草醛的浓度为0.005mol/L～0.015mol/L。本发明专利技术的有益之处在于：(1)将对人体和环境都无害的钼酸钠和香草醛进行复配，有效减少了有害缓蚀剂对环境和人类的危害，是一种绿色环保型复合缓蚀剂；(2)钼酸钠和香草醛复配后发生了协同效应，使得金属表面的膜层的致密度更好，覆盖度更大，有效地阻止了氯离子对铜的破坏，使得缓蚀效果更好，有效地减小了金属铜的腐蚀速率，延长了金属铜的使用寿命；(3)制备方法简单，成本较低，便于工业化大规模生产。

【技术实现步骤摘要】
一种抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂
本专利技术涉及一种缓蚀剂，具体涉及一种抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，属于化学

技术介绍
铜是人类发现最早的金属，由于其具有优异的强度、良好的机械加工性能、导电性、可焊接性及耐腐蚀性等特点，长期以来在化工、军事及民用等领域均得到了广泛的应用，尤其在化工领域应用最普遍。而大多数化工厂的条件都比较苛刻，高温高压，强酸强碱。在这样的环境下，金属铜很容易被腐蚀，进而会给化工生产带来一些不必要的重大损失，为此对铜的防腐研究就显得尤为重要。缓蚀剂作为一种高效的防腐手段已被大多数学者研究分析并应用在工业生产中。近年来，也有越来越多的学者将两种缓蚀剂通过一定的比例复配，再研究其对金属或合金腐蚀速率的影响。复配缓蚀剂很好的综合了单一缓蚀剂的优点，两种或两种以上缓蚀剂发生协同反应，可以更加有效地提高复配缓蚀剂的缓蚀效率。对于铜在酸性介质中的腐蚀，学者们也研究讨论了一些复配缓蚀剂，效果显著。但是，他们所选的缓蚀剂如硫脲受热会释放出氮、硫的氧化物等有毒气体，六亚甲基四胺高度易燃并且对皮肤有刺激作用。因此，寻找一种绿色环保的复配缓蚀剂来解决铜在酸性介质中的腐蚀变得尤为重要。
技术实现思路
为解决现有技术的不足，本专利技术的目的在于提供一种能够高效抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂。为了实现上述目标，本专利技术采用如下的技术方案：一种抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，其特征在于，由钼酸钠溶液和香草醛溶液复配而成。前述的抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，其特征在于，复配后，钼酸钠的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，香草醛的浓度为0.005mol/L～0.015mol/L。前述的抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，其特征在于，复配后，钼酸钠的浓度为0.05mol/L，香草醛的浓度为0.015mol/L。前述的抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，其特征在于，稀释钼酸钠所用的溶剂为蒸馏水。前述的抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，其特征在于，稀释香草醛所用的溶剂为蒸馏水。前述的抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，其特征在于，前述酸性介质为质量分数为15％的盐酸溶液。本专利技术的有益之处在于：1、钼酸钠是一种常用的阳极型缓蚀剂，属于无机缓蚀剂，香草醛是一种醛类有机物，大量存在于甜菜、香草豆等植物体内，易于提取，环保、健康，属于有机缓蚀剂，本专利技术将对人体和环境都无害的钼酸钠和香草醛进行复配，有效减少了有害缓蚀剂对环境和人类的危害，是一种绿色环保型复合缓蚀剂；2、试验证明，钼酸钠和香草醛复配后发生了协同效应，使得金属表面的膜层的致密度更好，覆盖度更大，有效地阻止了氯离子对铜的破坏，使得缓蚀效果更好，有效地减小了金属铜的腐蚀速率，延长了金属铜的使用寿命；3、本专利技术的复配缓蚀剂制备方法简单，成本较低，便于工业化大规模生产。附图说明图1是25℃时，铜在不同浓度的单一钼酸钠缓蚀剂中的Tafel极化曲线；图2是25℃时，铜在不同浓度的单一钼酸钠缓蚀剂中的Nyquist曲线；图3是25℃时，铜在不同浓度的复配缓蚀剂中的Tafel极化曲线；图4是25℃时，铜在不同浓度的复配缓蚀剂中的Nyquist曲线；图5是25℃时，铜在不同浓度的复配缓蚀剂中的Bode曲线；图6是在酸性介质中，不同缓蚀剂的缓蚀效率比较图；图7(a)是金属铜在15％盐酸中的SEM图；图7(b)是金属铜在0.05mol/L钼酸钠溶液中的SEM图；图7(c)是金属铜在0.05mol/L钼酸钠+0.015mol/L香草醛复配溶液中的SEM图。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作具体的介绍。一、配制钼酸钠溶液钼酸钠为国药集团化学试剂，分析纯，白色固体晶粒。用分析天平称取适量钼酸钠晶体颗粒，溶解于一定体积的蒸馏水中，得到钼酸钠溶液。钼酸钠是一种常用的阳极型缓蚀剂，属于无机缓蚀剂，对人体和环境都无害。二、配制香草醛溶液香草醛为国药集团化学试剂，分析纯，白色粉末状。用分析天平称取适量香草醛粉末，溶于一定体积的蒸馏水中，得到香草醛溶液。香草醛是一种醛类有机物，大量存在于甜菜、香草豆等植物体内，易于提取，环保、健康，属于有机缓蚀剂，对人体和环境都无害。三、复配取适量钼酸钠溶液和适量香草醛溶液，将两种溶液混合到一起，搅拌均匀即可，复配后，钼酸钠的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，香草醛的浓度为0.005mol/L～0.015mol/L。在本实施例中，复配后，钼酸钠的浓度为0.05mol/L，香草醛的浓度为0.015mol/L。本专利技术将对人体和环境都无害的钼酸钠和香草醛进行复配，有效减少了有害缓蚀剂对环境和人类的危害，是一种绿色环保型复合缓蚀剂。四、性能评价试验及结果1、性能评价试验(1)处理金属铜样品先用线切割法将铜片加工成规格为Ф14.5mm×3mm的圆片，然后把样品测试面用400#、800#、1000#和1200#的金相砂纸逐级打磨，再用抛光机抛光，最后依次用丙酮、乙醇和重蒸水清洗，干燥后备用。(2)对金属铜样品进行腐蚀试验以质量分数为15％的盐酸溶液为酸性介质，将金属铜样品放入不同浓度的50mL单一钼酸钠缓蚀剂中(25℃)和不同浓度的55mL复配缓蚀剂中(25℃)，浸泡12h-18h，然后取出置于20mL的盐酸溶液中待测。(3)进行电化学测试对浸泡后的金属铜样品进行电化学实验测试，包括：极化曲线和阻抗曲线(均重复三次)，同时利用软件对所得曲线进行拟合，得到腐蚀动电位拟合参数和阻抗拟合参数。(4)进行SEM测试将浸泡后的金属铜样品用乙醇清洗，干燥后进行SEM测试。2、试验结果(1)电化学测试结果铜在不同浓度单一钼酸钠缓蚀剂中的动电位极化曲线如图1所示。利用软件对所得动电位极化曲线进行拟合，得到的腐蚀动电位拟合参数见表1。表1铜在单一钼酸钠缓蚀剂中的动电位拟合参数从图1和表1可以看出：未加入缓蚀剂时，腐蚀电流密度为63.137×10-5A·cm-2；加入不同浓度的单一钼酸钠缓蚀剂之后，极化曲线均出现了不同程度的左移，表明缓蚀剂的加入降低了铜在盐酸介质中的腐蚀电流密度，金属的腐蚀速率减小；当钼酸钠的浓度为50mM(0.05mol/L)时，腐蚀电流密度最小，为15.716×10-5A·cm-2，说明此浓度下的缓蚀效果最佳。铜在不同浓度的单一钼酸钠缓蚀剂中的Nyquist曲线如图2所示。利用软件对所得Nyquist曲线进行拟合，得到的阻抗拟合参数见表2。表2铜在单一钼酸钠缓蚀剂中的阻抗拟合参数从图2和表2可以看出：未加入缓蚀剂时，容抗弧的半径较小，溶液中的电荷转移电阻为10.63Ω·cm2；加入不同浓度的钼酸钠缓蚀剂后，容抗弧的半径均出现了不同程度的增大，表明缓蚀剂的加入使得溶液中的电荷转移电阻增大，其中最大的电荷转移电阻为20.44Ω·cm2，此时溶液中金属表面保护膜的覆盖度最大，为47.99％，这与极化曲线的分子结果一致，说明缓蚀剂的加入使得腐蚀离子的扩散受到了不同程度的阻碍作用，金属的腐蚀程度降低。铜在不同浓度的复配缓蚀剂(此时钼酸钠的浓度取单一时的最佳缓蚀效果时的浓度，即50mM)中的Tafel极化曲线如图3所示。利用软件对所得Tafe本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，其特征在于，由钼酸钠溶液和香草醛溶液复配而成。

【技术特征摘要】
1.一种抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，其特征在于，由钼酸钠溶液和香草醛溶液复配而成。2.根据权利要求1所述的抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，其特征在于，复配后，钼酸钠的浓度为0.01mol/L～0.1mol/L，香草醛的浓度为0.005mol/L～0.015mol/L。3.根据权利要求2所述的抑制铜在酸性介质中腐蚀的绿色环保型复配缓蚀剂，其特征在于，复配后，钼酸钠的浓度为...

【专利技术属性】
技术研发人员：胡军，王甜甜，王祯，何世军，樊安，
申请(专利权)人：西北大学，
类型：发明
国别省市：陕西,61