本发明专利技术涉及缓释防腐技术，具体的说是一种缓释型苯甲酸根阴离子插层水滑石碳钢防腐蚀材料及其制备和应用。所述防腐蚀材料化学组成通式为[M2+1-xM3+x(OH)2]x+(C6H5COO-)x·nH2O，M2+代表二价金属离子Mg2+、Zn2+、Ni2+、Fe2+、Mn2+中的任何一种，M3+代表三价金属离子Al3+、Cr3+、Fe3+、V3+、Co3+、Ga3+、Ti3+中的任何一种，；M2+/M3+的摩尔比为1.6～4.5；0.2≤x≤0.4。该材料可用作碳钢在中性介质中的防腐蚀材料，并在智能防腐蚀涂层领域具有潜在应用价值。
Sustained release type benzoate root anion intercalated hydrotalcite carbon steel corrosion resistant material and preparation and application thereof
The invention relates to a slow release corrosion protection technique, in particular to a sustained release type benzoate root anion intercalation hydrotalcite carbon steel corrosion resistant material, as well as its preparation and application. The anti-corrosion material chemical composition formula [M2+1-xM3+x (OH) 2]x+ (C6H5COO-) x, nH2O, M2+ on behalf of any kind of two valence metal ions Mg2+, Zn2+, Ni2+, Fe2+, Mn2+, Al3+, M3+ on behalf of the trivalent metal ions Cr3+, Fe3+, V3+, Co3+, Ga3+, Ti3+ in any a; molar ratio of M2+/M3+ is 1.6 ~ 4.5; 0.2 = x = 0.4. The material can be used as corrosion resistant material of carbon steel in neutral medium, and has potential application value in the field of intelligent corrosion protection coating.
【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及缓释防腐技术，具体的说是一种缓释型苯甲酸根阴离子插层水滑石碳 钢防腐蚀材料及其制备和应用。
技术介绍
腐蚀是材料在各种环境作用下发生的破坏和变质，遍及国民经济各个部门，给国 民经济带来巨大损失。防护涂层是最常用的腐蚀防护方法。传统的含铬涂层因具有良好的 防护效果而被广泛应用。但是，由于六价铬的高毒性，已经被逐渐禁用。因此，开发新的环 境友好型防护技术势在必行。近年来，纳米自修复材料的研究成为热点。作为一种新型功 能材料，自修复材料是一种优良的智能材料，能对内部缺陷进行自我恢复，在金属的防腐方 面具有广阔应用前景。水滑石(layered double hydroxides,LDHs)是一种典型的层状阴离子型粘土，由 于其具有良好的层间离子可交换性，近年来，水滑石在防腐领域的研究引起了人们的广泛关注。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种缓释型苯甲酸根阴离子插层水滑石碳钢防腐蚀材料及 其制备和应用。为实现上述目的，本专利技术采用的技术方案为一种缓释型苯甲酸根阴离子插层水滑石碳钢防腐蚀材料所述防腐蚀材料化学组 成通式为x+ (C6H5COO-) χ ·ηΗ20，M2+ 代表二价金属离子 Mg2+、ai2+、Ni2+Je2+、Mn2+ 中的任何一种，M3+代表三价金属离子Al3+、Cr3+、Fe3\ V3+、Co3+、Ga3\ Ti3+中的任何一种，M2+/ M3+ 的摩尔比为 1. 6 4. 5(1. 6,2. 0,2. 5、3、3· 6、4、4· 2 或 4. 5) ；0. 2 彡 χ 彡 0. 4(0. 2,0. 25、 0.3、0.35或0.4)。所述M2+二价金属离子为Mg2+。所述M3+三价金属离子为Al3+。缓释型苯甲酸根阴离子插层水滑石碳钢防腐蚀材料的制备方法将M2+的可溶性盐和M3+的可溶性盐，按Μ2+/Μ3+摩尔比为2-4 (2、2. 5、3、3. 5或4) 的比例溶于脱(X)2的去离子水中配成混合盐溶液，使M2+的浓度为0. 10-1.60(0. 1、0.4、 0. 6,0. 8,1. 0,1. 2、1. 4或1. 6)mol/L ；将NaOH溶于脱CO2的去离子水中配制成浓度为 0. 50-2. 00(0. 5,0. 7,0. 8,0. 9,1. 2,1. 4,1. 6、1· 8 或 2. 0)mol/L 的碱溶液；将上述两种溶液 在N2保护下同时滴加入到溶于脱CO2的去离子水的苯甲酸溶液，其中苯甲酸的摩尔数为M2+ 和 M3+摩尔数合的 2-4(2,2. 2,2. 4,2. 6,2. 8,3. 0,3. 2,3. 4,3. 6,3. 8 或 4)倍，滴加过程中保 持体系的PH值为8-12(8、9、10、11或12)。将得到的浆液在N2保护下于40_10(K40、50、60、 70、80、90或100)°〇条件下晶化2-24 0、4、6、8、10、12、14、16、18、20、22或24)小时，用脱CO2 的去离子水洗涤，过滤，将滤饼在室温下真空干燥12-Μ (12、14、16、18、20、22或24) h，得到 苯甲酸插层水滑石前体。所述M2+代表二价金属离子Mg2+、Zn2+、Ni2+、Fe2+、Mn2+中的任何一种，M3+代表三价金 属离子 Al3+、Cr3+、Fe3+、V3+、C03+、Ga3+、Ti3+ 中的任何一种；M2+/M3+ 的摩尔比为 1. 6 4. 5(1. 6、 2. 0,2. 5、3、3· 6、4、4· 2 或 4. 5) ；0. 2 彡 χ 彡 0. 4(0. 2,0. 25,0. 3,0. 35 或 0. 4)所述M2+ 二价金属离子为Mg2+。所述M3+三价金属离子为Al3+。所述可溶性二价金 属盐可为硝酸盐、氯化盐或硫酸盐中的任意一种，可溶性三价金属盐可为硝酸盐、氯化盐或 硫酸盐中的任意一种。缓释型苯甲酸根阴离子插层水滑石碳钢防腐蚀材料的应用所述防腐蚀材料可用 作碳钢在中性介质中的防腐蚀材料。本专利技术的效果及优点是本专利技术提供了一种缓释型苯甲酸根阴离子插层水滑石防 腐材料及其制备方法，该材料将苯甲酸根阴离子引入水滑石层间，通过腐蚀环境中的腐蚀 性离子与层间苯甲酸根阴离子的交换达到释放苯甲酸根阴离子缓蚀剂，达到对碳钢在中性 介质中的腐蚀提供防护的目的；同时，实现了对腐蚀性离子的吸附，阻挡其对金属表面的侵 蚀，有望作为智能防腐蚀涂层的填料使用达到抑制腐蚀和修复基体表面的功能。附图说明图1为本专利技术实施例提供的所得苯甲酸根阴离子插层Zn-Al LDHs (Ζη/Al = 2)的 XRD谱图(其中横坐标-角度2 θ，单位为。(度)；纵坐标-强度，单位为a. u.(绝对单 位))。图2为本专利技术实施例所提供的所得苯甲酸根阴离子插层Zn-Al LDHs (Zn/Al = 2) 的FT-IR谱图(横坐标-波数，单位为ηπΓ1 (每纳米)；纵坐标-强度，单位为a. u.(绝对单 位))。图3为本专利技术实施例所提供的所得碳钢电极在含50g L—1苯甲酸根阴离子插层 Zn-Al LDHs (Zn/Al = 2) 3. 5 % NaCl溶液中不同释放时间的塔菲尔极化曲线(其中横坐 标_电流，单位mA · cm_2 (毫安·每平方厘米)；纵坐标-电压，单位V (伏))。具体实施例方式实施例1所述防腐蚀材料化学组成通式为x+ (C6H5COO-) χ · nH20, M2+代表二价 金属离子Zn2+，M3+代表三价金属离子Al3+ ；M2VM3+的摩尔比为2 ;χ为0. 33。制备过程实验用水为刚刚煮沸过的二次去离子水除尽CO2,反应在N2气氛下进行。 Zn (NO3) 2 ·6Η20 和 Al (NO3) 3 ·9Η20 配成 lmol/L 的混合溶液(Ζη2+/Α13+ = 2)，滴加到苯甲酸钠 (BZ)溶液中(BZ/NCV = 2)。同时通过滴加Imol/LNaOH溶液，剧烈搅拌保持pH = 8。所得 浆液在密闭容器中50°C晶化24h。冷却、洗涤、离心分离，室温真空干燥24h得到苯甲酸根阴 离子插层Zn-Al LDHs (Zn/Al = 2)。XRD测试表明产物具有良好的晶型，属六方晶系，LDH的 层状结构特征明显(见图1)。FT-IR测试表明苯甲酸根为层间唯一的客体阴离子(图2)。将碳钢电极作为工作电极，采用Araldite 环氧树脂封装，电极暴露面积 0. 196cm2，钼丝电极为辅助电极，银/氯化银(Ag/AgCl，3M KCl)电极为参比电极，电解质为 上述制备的含有50g/L苯甲酸根阴离子插层水滑石的3. 5% NaCl溶液，组装成三电极测试体系。利用美国CHI公司760C型电化学工作站进行塔菲尔极化曲线测试，测试电位为-300 到300mV(vS.E。。)(Ε。。为开路电位)，扫描速度0.5mV/s。在极化方法中，方程式1用于计算 缓蚀效率(np)，其中i'。。 和1。。 分别是有和没有缓蚀剂存在下的电流密度。 (i -r λην =^ X100%(1)V ^corr J塔菲尔极化曲线测试结果表明这种材料具有良好缓释防腐性能(其中仪器使用 日本理学公司D/MAX 2500型X射线衍射仪(XRD) (Cu Ka辐射，λ = 1.5406 A )表征本文档来自技高网...
【技术保护点】
１．一种缓释型苯甲酸根阴离子插层水滑石碳钢防腐蚀材料，其特征在于：所述防腐蚀材料化学组成通式为［Ｍ２＋１－ｘＭ３＋ｘ（ＯＨ）２］ｘ＋（Ｃ６Ｈ５ＣＯＯ－）ｘ·ｎＨ２Ｏ，Ｍ２＋代表二价金属离子Ｍｇ２＋、Ｚｎ２＋、Ｎｉ２＋、Ｆｅ２＋、Ｍｎ２＋中的任何一种，Ｍ３＋代表三价金属离子Ａｌ３＋、Ｃｒ３＋、Ｆｅ３＋、Ｖ３＋、Ｃｏ３＋、Ｇａ３＋、Ｔｉ３＋中的任何一种，；Ｍ２＋／Ｍ３＋的摩尔比为１．６～４．５；０．２≤ｘ≤０．４。
【技术特征摘要】
【专利技术属性】
技术研发人员：王毅，张盾，
申请(专利权)人：中国科学院海洋研究所，
类型：发明
国别省市：95
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