[发明专利]一种离子液体用作碳钢缓蚀剂的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种防止、延缓碳钢在酸性介质中腐蚀的缓蚀剂，具体涉及一种离子液体用作碳钢缓蚀剂的方法，属于金属腐蚀与防护技术领域。

背景技术

石油和化学工业生产中酸性介质对金属设备的腐蚀造成的经济损失是惊人的，加入缓蚀剂是常用的解决方法。近年酸性介质中碳钢有机缓蚀剂的研究和应用已经取得了较大的进展。2005年，沈建等人的研究表明，苯并咪唑类化合物在5％盐酸溶液中对碳钢具有较好的缓蚀效果。苯并咪唑由于1，3位上两个N原子的高活性而极易在金属表面附着，可通过引入合适的取代基来提高缓蚀性能。2006年，Chetouani等研究了三吡唑取代三甲胺作为缓蚀剂的作用机理。2006年，李伟华公开了一种三唑类碳钢酸洗缓蚀剂(CN 101139723A)，可防止酸洗过程中基体金属的过度浸蚀和酸液的过多消耗。2007年，李春梅等人研究了酸性介质中聚天冬氨酸对45#碳钢的缓蚀作用及其影响因素。开发新型高效、低毒的绿色环保有机缓蚀剂是目前缓蚀剂的发展趋势。

本发明提出一种用于酸性介质的吡咯烷酮离子液体缓蚀剂。离子液体是由有机阳离子和无机或有机阴离子组成的、在室温或室温附近温度下呈液态的盐类，一般是指熔点在100℃以下的低温有机熔盐，具有挥发性极小、不可燃、化学稳定性和热稳定性好等环保特性。因此本发明的吡咯烷酮类离子液体缓蚀剂区别于普通有机缓蚀剂，符合缓蚀剂的发展趋势，具有工业应用前景。

发明内容

本发明的目的是提供一种把离子液体用作盐酸介质中的碳钢缓蚀剂的方法。

本发明采用的技术方案：

一种离子液体用作碳钢缓蚀剂的方法，在15℃～70℃的0.1mol/L～3mol/L盐酸介质溶液中，1-辛基-2-吡咯烷酮离子液体加入浓度为0.5mmol/L～5mmol/L。

所述1-辛基-2-吡咯烷酮离子液体是由1-辛基-2-吡咯烷酮阳离子和无机或有机阴离子组成，具有以下化学结构通式(I)：

其中B^-为HSO₄^-、NO₃^-、H₂PO₄^-、CH₃COO^-、PTSA^-、BF₄^-、PF₆^-、CH₃SO₃^-、Br^-或Cl^-。

离子液体的制备方法(参照专利CN 1880303A)：在250ml三口烧瓶中称取19克的1-辛基-2-吡咯烷酮，冰浴下缓慢滴加等物质量的上述阴离子相应的酸。加料完毕后，60℃搅拌反应12小时。产物用环己烷洗涤三次，80℃真空干燥6小时即得产品，室温下为淡黄色液体。

本发明的有益效果：

1.本发明中吡咯烷酮离子液体用作碳钢缓蚀剂，与普通有机缓蚀剂相比，具有离子液体的优点，没有可测的蒸气压，因此在溶液中不挥发，没有恶臭气味。生物毒性低。

2.缓蚀剂的制备原料易得，工艺简单，条件温和；缓蚀剂水溶性好，添加量少，适用介质浓度范围宽，对碳钢的缓蚀率可达到90％以上，缓蚀效果显著。属于绿色高效缓蚀剂。

附图说明

图1是Q235碳钢在未加和加入不同离子液体缓蚀剂的1mol/L盐酸溶液中的交流阻抗图(Nyquist图)，曲线1为未加缓蚀剂的盐酸溶液(空白)，曲线2为加入了5mmol/L 1-辛基-2-吡咯烷酮，曲线3、4和5分别为加入了5mmol/L 1-辛基-2-吡咯烷酮四氟硼酸盐/盐酸盐/硫酸氢盐。横坐标Z′表示阻抗的实部，纵坐标Z″表示阻抗的虚部，单位均为Ω·cm²。

图2是Q235碳钢在未加和加不同浓度缓蚀剂1-辛基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐的1mol/L盐酸溶液中的极化曲线图。曲线1为未加缓蚀剂的盐酸溶液(空白)，曲线5、6和7分别为加入了5mmol/L、1mmol/L和0.5mmol/L的1-辛基-2-吡咯烷酮硫酸氢盐。横坐标E表示电压(V)，；纵坐标lgi表示电流密度(A·cm^-2)的对数。

具体实施方式

分别以挂片失重法和电化学法对本发明的缓蚀效果进行评价。

挂片失重法

(I)评价方法