[发明专利]一种水滑石插层氯离子探针修饰的含均三唑环三氮唑阻锈剂复合物及其应用

说明书

技术领域

本发明涉及阻锈剂，具体的说是一种水滑石插层氯离子探针修饰的含均三唑环三氮唑阻锈剂复合物及其应用。

背景技术

钢筋混凝土是海岸和近海工程建设的主体材料，海洋腐蚀环境下，由高浓度氯离子扩散和渗透引发的钢筋锈蚀，是导致混凝土材料劣化和结构性能退化的症结所在。应用有机迁移型阻锈剂(Migrating Corrosion Inhibitor，MCI)作为一种简捷、经济、高效的钢筋防腐材料，是隔绝氯离子侵蚀的首选方法。

传统的阻锈剂研究和开发思路拘泥于对钢筋表面的隔离防护，而尚未着眼于对腐蚀介质的治理和对混凝土本体环境的适应，严重削弱了阻锈剂的应用稳定性和长效持久性，使高效性的发挥流于纸上谈兵。功能、绿色、构效，是现阶段MCI基础研究发展的三个基本要素，而实现钢筋防护、氯离子治理和环境适应功能的集成和协同，变“被动防护”为“主动出击”，将成为下一步MCI由功能性向智能化跨越的突破口。

水滑石类化合物(Layered Double Hydroxide，LDH)将功能性分子的组装由线性对接引入点面结合的立体维度，是超分子受体系列中的新一代旗舰材料。LDH质轻环保、廉价易得，集层状结构的稳固性、层板组成的可控性、层板间距的可调性、层间阴离子的可交换性于一体，具备成为分子容器和离子交换平台的天然属性，可进行多元化的结构改造和功能拓展，广泛应用于稳定活性中间体、离子捕集、药物传输和腐蚀防护研究。

发明内容

本发明目的在于提供一种水滑石插层氯离子探针修饰的含均三唑环三氮唑阻锈剂复合物及其应用。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案为：

一种水滑石插层氯离子探针修饰的含均三唑环三氮唑类阻锈剂复合物，通过氯离子探针修饰和插层组装，在锌铝水滑石层间嵌入可调控含均三唑环三氮唑类阻锈剂释放的氯离子触发开关，形成的复合物。

进一步的说：通过质子化方法制备氯离子探针修饰的含均三唑环三氮唑类阻锈剂[1-苯次甲基亚氨基-2-巯基-5-(1’-(1’,2’,4’-三氮唑))亚甲基 1,3,4-三氮唑]阻锈剂插层前体，而后将其嵌入锌铝水滑石层间；其中，前体与锌铝水滑石之间的用量摩尔比为6-8:1。

所述前体为将对甲氨基苯甲酸按[N⁺-H…O]氢键形成的摩尔计量比加入含均三唑环三氮唑阻锈剂水溶液中(1-3×10^-3mol/L)，使用2.2当量的 HBr进行质子化滴定，制备氯离子探针修饰的阻锈剂插层前体。

一种锌铝水滑石插层氯离子探针修饰阻锈剂复合物的制备方法：按下述反应进行

Zn(NO₃)₂·6H₂O+2NaOH＝Zn(OH)₂↓+2NaNO₃+6H₂O (1)

Al(NO₃)₃·9H₂O+3NaOH＝Al(OH)₃↓+3NaNO₃+9H₂O(2)

0.67Zn(OH)₂+0.33Al(OH)₃+mH₂O+0.165Na₂CO₃＝[Zn_0.67Al_0.33(OH)₂][(CO₃)_0.165·mH₂O]+0.33NaOH (3)

首先，在室温下将硝酸锌和硝酸铝(摩尔量比2:1)的混合，得混合溶液A，将混合溶液A缓慢滴加到碳酸钠溶液B中(碳酸钠与硝酸锌摩尔当量比1:1)，并使用NaOH维持其pH在10±0.5，而后将悬浮液于65-70 ℃水浴加热24-32h结晶，得锌铝水滑石；

其中，将混合溶液A缓慢滴加到碳酸钠溶液B中，滴加时间1.5h，期间强烈搅拌溶液B；结晶产物通过离心分离，并用蒸馏水清洗数次，真空烘干并研磨，待用。

在制备的锌铝水滑石溶液中加入氯离子探针修饰的阻锈剂插层前体，经过超声剥离、冷凝回流，进行返混沉淀，获得插层氯离子探针修饰的阻锈剂的锌铝水滑石复合物。