本发明专利技术公开了一种１－十四烷基－３－甲基咪唑氯盐离子液体作为钢铁缓蚀剂的应用，其方法为：将钢铁浸没于含有上述１－十四烷基－３－甲基咪唑氯盐离子液体缓蚀剂的酸液中，对钢铁进行清洗。本发明专利技术的有益效果为：离子液体作为缓蚀剂，极易溶于水等生产中常见溶液，有利于在使用中的渗透；与常用的无机缓蚀剂相比，对环境和生物没有毒害作用，弥补了现有缓蚀剂毒副作用大的不足；本缓蚀剂可有效抑制钢铁材料在酸性介质中的腐蚀反应，缓蚀效率好。
【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于缓蚀剂领域，具体涉及一种1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐离子液体作 为钢铁缓蚀剂的应用。
技术介绍
钢铁是现代重要的建筑材料之一，广泛应用于海、陆、空交通运输、桥梁、车辆、机 械设备、石油化工、城市建设等诸多领域。钢铁一般需要用酸液洗涤，这样势必会使钢铁材 料受到腐蚀，造成浪费。钢铁腐蚀影响设备使用寿命的同时，还造成了生产和生活的安全隐 患。采取有效的措施减缓抑制钢铁腐蚀反应的发生尤为重要，添加缓蚀剂就是一种易于操 作的有效手段，因其具有用量少、成本低、选材范围广、缓蚀效率高而得到最为广泛的应用。常用的缓蚀剂分为无机和有机两种。无机缓蚀剂包括亚硝酸盐和铬酸盐等，这类 物质使钢铁表面生成钝化膜，阻止钢铁进一步腐蚀；有机缓蚀剂大多数为含N、S、0的有机 物，常见的有硫脲及其衍生物、苯并三氮唑及其衍生物等，此类物质通过化学吸附与钢铁表 面形成比较牢固的膜，将钢铁基底与周围的腐蚀介质隔离开来，抑制侵蚀性物质对钢铁的 腐蚀。但上述现有的缓蚀剂大都具有毒副作用，在生产和使用过程中对操作人员和和生态 环境存在较大危害，不满足当今绿色化学的发展要求。因此，环境友好型缓蚀剂成为金属腐 蚀与防护领域研究的趋势，如何改善现有生产技术、合成新型无毒高效缓蚀剂是生产、实验 亟待考虑的问题。离子液体是一种绿色环保的有机溶剂，它具有很多独特的性能，在电化学、分离提 纯、脱硫、色谱等领域得到广泛应用，但在缓蚀剂领域并没有相关报道。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐离子液体作为钢铁缓蚀 剂的应用。1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐离子液体作为缓蚀剂环境友好、溶解性好，用在强 酸环境中缓释效果良好，解决了现有缓蚀剂毒副作用大的不足。本专利技术是通过以下措施实现的—种1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐离子液体作为钢铁缓蚀剂的应用，适用于用酸 液对钢铁表面进行清洗这一过程。其方法为将钢铁浸没于含有上述1-十四烷基-3-甲基 咪唑氯盐离子液体缓蚀剂的酸液中，对钢铁进行清洗。这样，在清洗钢铁表面时就会减轻酸 液对钢铁的腐蚀，对钢铁起到保护作用。上述方法中，所述1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐离子液体缓蚀剂在酸液中的加入 量为0. 01g/L-lg/L ；所述酸液的浓度为0. lmol/L-lmol/L ；所述酸液为稀硫酸或稀盐酸，钢 铁浸没在酸液中的温度为20-25°C，浸没时间为3-4小时。本专利技术所用到的离子液体为1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐，结构式为<formula>formula see original document page 4</formula>ι-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐的制备方法为(1)将氯代正十四烷和N-甲基 咪唑等摩尔混合放入锥形瓶内，然后置于微波炉内加热，微波功率为210w，加热温度为 90-100°C，加热方式为间歇式，每隔IOs加热一次，每次加热30s，反应液产生黄色分层后停 止加热；(2)反应后将反应液放置一段时间直到其变为固体；(3)用丙酮将固体溶解，在5°C 下重结晶，抽滤；(4)重复步骤(3)三次得到白色粉末，将白色粉末在30°C下真空干燥12h， 即得到纯净的1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐离子液体。1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐为离子液体，水溶性能极好，在较宽的温度范围内 不挥发，对生态无毒害，绿色环保。现今，离子液体被用于多个领域，但是在缓蚀剂领域却并 未见报道，本专利技术人经过大量实验研究，得出1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐能满足酸性条 件下对钢铁腐蚀的抑制作用，并且效果良好。1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐为含氮杂环化 合物，氮原子含有孤对电子，可向钢铁材料的表面铁原子空轨道提供电子进行吸附，形成有 机分子膜，将钢铁基底与周围的侵蚀性介质隔离开来，抑制钢铁腐蚀，从而起到缓蚀作用。 1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐分子中含有长链取代基，可形成具有一定厚度的分子膜层从 而保证缓蚀性能。此外，杂环带正电荷，在作为缓蚀剂应用时，可在钢铁材料上外加负电位， 一方面可加速离子液体向钢铁表面的移动利于成膜，另一方面对钢铁材料也是一种阴极保 护技术。本专利技术的有益效果离子液体作为缓蚀剂，极易溶于水等生产中常见溶液，有利于 在使用中的渗透；与常用的无机缓蚀剂相比，对环境和生物没有毒害作用，弥补了现有缓蚀 剂毒副作用大的不足；本缓蚀剂可有效抑制钢铁材料在酸性介质中的腐蚀反应，缓蚀效率 好。附图说明图1为实施例1中不同浓度的缓蚀剂在0. lmol/L硫酸溶液中25°C的极化曲线； 其中，a.不加缓蚀剂，b.缓蚀剂浓度为0. 01g/L, c.缓蚀剂浓度为0. lg/L，d.缓蚀剂浓度 为 1. Og/L。图2为实施例5中不同浓度的缓蚀剂在0. lmol/L盐酸溶液中25°C的极化曲线； 其中，a.不加缓蚀剂，b.缓蚀剂浓度为0. 01g/L, c.缓蚀剂浓度为0. lg/L, d.缓蚀剂浓度 为 1. 0g/L。具体实施例方式下面结合具体实施例及缓释效果对本专利技术作进一步说明。1-十四烷基-3-甲基咪唑氯盐的制备方法如下(1)称取氯代正十四烷23.2g(0. lmol)、N-甲基咪唑8.21g(0. lmol)，将它们放入 锥形瓶内(250mL)，调节微波炉功率为210W，升温至反应温度(90-100°C )，加热方式为间歇 式加热，每IOs加热一次，每次加热30s，以此循环，直至产生黄色分层后停止加热；(2)将反应液常温下冷却，一段时间后变成黄色固体；(3)用丙酮将固体完全溶解，然后放入冰箱内冰冻大约30min(5°C )，然后抽滤；(4)重复步骤(3)三次，得到白色粉末，然后将白色粉末在真空干燥箱中30°C下干燥12h，得到纯净的样品。采用电化学测试方法(极化曲线)和挂片失重法对本专利技术产品的缓蚀性能进行评 定，条件浸泡温度为20-25°C，浸泡时间3-4小时。1、挂片失重法实验试件为铁片，依次用800#、1200#、2000#水磨砂纸进行打磨至表面光亮为止。测量尺寸，在丙酮中清洗脱脂，用滤纸吸干，放入干燥器内干燥24h。将干燥后的试件准确称 重。将试件用尼龙丝悬挂，浸泡在含有不同浓度的缓蚀剂或无缓蚀剂的稀盐酸或稀硫酸中。 试件要全部进入溶液，每个试件浸泡深度要求大体一样，上端应在页面以下20mm。自试件进 入溶液时开始记录腐蚀时间，4h后将试件取出，用水反复清洗除去表面腐蚀产物。然后用丙 酮清洗滤纸吸干，放在干燥器内干燥24h后称重。腐蚀速率计算公式<formula>formula see original document page 5</formula>ν 试件的腐蚀速率，g/cm2 · h ；m0 试件腐蚀前质量，g ；m 试件腐蚀后质量，g ；S 试件面积，cm2 ；t:试件腐蚀时间，h。缓蚀效率计算公式<formula>formula see original document page 5</formula>V0 空白硫酸溶液中试件的腐蚀速率；ν 加入缓蚀剂的硫酸溶液中试件的腐蚀速率。2、电化学测试电化学测试采用极化曲线法，测试体系为三电极体系电解池，测试仪器采用德国 Zahner公司的电化学工作站(型本文档来自技高网...
【技术保护点】
一种１－十四烷基－３－甲基咪唑氯盐离子液体作为钢铁缓蚀剂的应用。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：郭文娟，裴梅山，潘奇伟，赵琪，王双平，
申请(专利权)人：济南大学，
类型：发明
国别省市：88[中国|济南]
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