CN101914772B - 3-氨基-1，2，4-三氮唑作为青铜缓蚀剂的应用 - Google Patents

Abstract

本发明公开了3-氨基-1，2，4-三氮唑作为青铜防腐蚀缓蚀剂的应用，属金属材料腐蚀与防护技术领域。其在模拟大气溶液中浓度为10～40mg/L，电化学数据表明将3-氨基-1，2，4-三氮唑用作青铜防腐缓蚀剂具有良好的缓蚀效果，特别是在模拟大气溶液中加入30mg/L的3-氨基-1，2，4-三氮唑缓蚀剂后，青铜腐蚀电流大大降低，从6.886μA/cm²降到0.2684μA/cm²，缓蚀效率为96.10％，从而证实3-氨基-1，2，4-三氮唑可以作为青铜防腐蚀缓蚀剂的应用，且3-氨基-1，2，4-三氮唑对环境无危害，其使用后对体系中青铜的防腐蚀具有较好的缓蚀效果。

Description

3-氨基-1,2,4-三氮唑作为青铜缓蚀剂的应用

技术领域

本发明涉及3-氨基-1，2，4-三氮唑作为青铜缓蚀剂的应用，属金属材料腐蚀与防护技术领域。

背景技术

古青铜器是我国古代文明的象征之一，青铜文物具有极高的历史、艺术和科学价值。青铜一般是指铜、锡或铜、锡、铅等的合金，因其具有熔点低，溶液流动好、光泽度和耐腐蚀性好等特点，成为古代人们生活器具或武器的主要铸造材料。这些古代青铜器具长期深埋于地下，腐蚀复杂，与周围环境建立了较为稳定的平衡关系，一旦被发掘出来，原有的微环境条件发生改变，长期建立的平衡随即被打破，将导致文物的加剧腐蚀损坏。了解青铜文物的腐蚀机制对其施行有效的保护措施具有十分重要的意义。通过使用缓蚀剂来控制和改善金属文物表面结构进而达到保护的目是目前青铜器保护中使用最广泛的方法。目前常用青铜缓蚀剂主要有：BTA(苯并三唑)及其BTA衍生物、AMT(2-氨基-5-巯基-1，3，4-噻二唑)、MBO(2-巯基苯并恶唑)等。然而，这类缓蚀剂的严重缺点是有毒而且其中的大多数不可生物降解。因此，新型环境友好型缓蚀剂备受瞩目。3-氨基-1，2，4-三氮唑(ATA)是一种用途广泛的有机合成中间体，也是用于人体蛋白质中色氨酸含量的特种生化试剂。它具有很强的螯合性、光敏性以及生物活性因此被广泛用于抗菌素类药物、三唑类偶氨染料、感光材料、内吸性杀菌剂以及植物生长调节剂的合成与制备。此外，它还可以直接用作除草剂，润滑剂等。3-氨基-1，2，4-三氮唑属唑类有机物，为环境友好型，但作为青铜文物缓蚀剂研究尚未见诸报道。

发明内容

本发明目的是克服现有青铜防腐蚀缓蚀剂存在的缺点，提供一种环境友好型的青铜防腐蚀缓蚀剂。

本发明的技术方案

3-氨基-1，2，4-三氮唑作为青铜防腐蚀缓蚀剂的应用。

3-氨基-1，2，4-三氮唑在模拟大气溶液中的浓度为10～40mg/L。

其中模拟大气溶液的溶剂为去离子水，溶质为NaCl、Na₂SO₄和NaHCO₃，且其中[NaCl]＝0.2g/L，Na₂SO₄＝0.2g/L，[NaHCO₃]＝0.2g/L。

3-氨基-1，2，4-三氮唑在模拟大气溶液中的优选浓度为30mg/L时对青铜的缓蚀效果最好。

本发明的有益效果

本发明的一种青铜防腐蚀缓蚀剂为绿色水处理药剂，对环境无危害，符合可持续发展观的需要。电化学数据表明将3-氨基-1，2，4-三氮唑用作青铜防腐缓蚀剂具有良好的缓蚀效果，特别是在模拟大气溶液中加入30mg/L3-氨基-1，2，4-三氮唑缓蚀剂后，青铜腐蚀电流大大降低，从6.886μA/cm²降到0.2684μA/cm²，缓蚀效率为96.10％。

附图说明

图1、青铜电极在未加和添加不同浓度缓蚀剂3-氨基-1，2，4-三氮唑的模拟大气溶液中浸泡1.5h后的Nyquist图

图2、青铜电极在未加和添加不同浓度缓蚀剂3-氨基-1，2，4-三氮唑的模拟大气溶液中浸泡1.5h后的极化曲线图

具体实施方式

下面通过实施例并结合附图对本发明进行进一步阐述，但并不限制本发明。

实施例1

一、溶液配制

3-氨基-1，2，4-三氮唑(分析纯)：分子式为C2N4H4(ATA)，白色粉末，溶于水，实施体系为模拟大气溶液。

模拟大气溶液的配置：[NaCl]＝0.2g/L，[Na₂SO₄]＝0.2g/L，[NaHCO₃]＝0.2g/L

实验中所用器皿均用去离子水洗剂，所用溶液均用去离子水配制。

二、青铜电极

青铜电极非工作面用环氧树脂密封制成，工作面积为1.0cm²，测量前表面用1#、3#、5#金相砂纸逐级打磨抛光，去离子水冲洗，无水乙醇除油，再用去离子水冲洗干净后放入电解池稳定90分钟后进行测试。

三、测试方法

交流阻抗和极化曲线的测试

采用经典的三电极体系，工作电极为青铜电极。所用的辅助电极均为铂电极，参比电极均为饱和甘汞电极(SCE)，本发明所示电位均相对于饱和甘汞电极。

交流阻抗和极化曲线的测定所用设备采用上海晨华电化学工作站CHI660C，交流阻抗测量频率范围为100.00kHz～50.00mHz，交流激励信号为10mV，极化曲线的扫描速率为1mV/s。

交流阻抗测定中，空白即表示以模拟大气溶液为介质，缓蚀剂的加入量为0mg/L。

青铜电极在未加和添加不同浓度缓蚀剂3-氨基-1，2，4-三氮唑的模拟大气溶液中浸泡1.5h后的Nyquist图见附图1。

图1中曲线1、曲线2、曲线3、曲线4和曲线5分别表示3-氨基-1，2，4-三氮唑(ATA)为0mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L的Nyquist图。当溶液中存在缓蚀剂时，缓蚀剂与金属作用形成一层保护膜，体现出缓蚀效果。对应的交流阻抗测试结果为阻抗谱图(Nyquist图)，阻抗谱图为不规则的容抗弧，表明在所研究的体系里青铜的腐蚀主要由电荷传递控制。弧形与Z轴上的弦长对应于青铜电极的膜电阻Rf，Rf越大，说明缓蚀效果越好。从图1可知，与空白溶液相比，加入ATA缓蚀剂的铜电极对应的阻抗谱图弦长明显增加，但ATA浓度超过30mg/L后，阻抗谱图弦长却呈下降趋势，铜的耐蚀性能反而下降，因此，ATA浓度为30mg/L时，缓蚀效果最好。

通过交流阻抗法已经得出ATA对青铜具良好的缓蚀能力，并且已经得出了ATA作为缓蚀剂的最佳浓度。

青铜电极在未加和添加不同浓度缓蚀剂3-氨基-1，2，4-三氮唑的模拟大气溶液中浸泡1.5h后的极化曲线图见附图2。图2中曲线1、曲线2、曲线3、曲线4、曲线5分别表示3-氨基-1，2，4-三氮唑(ATA)浓度为0mg/L、10mg/L、20mg/L、30mg/L、40mg/L下的极化曲线图，相对应的腐蚀电位和腐蚀电流密度数据见表1。缓蚀剂的缓蚀效率(η％)按照如下公式计算：

$\mathrm{\η}=\frac{I_0-I}{I_0}\×100\%$

I₀和I分别为空白实验和加入缓蚀剂后的腐蚀电流密度。

表1青铜在不同浓度ATA的模拟大气溶液中得到的电化学参数

从表1可知，在模拟大气溶液中未加缓蚀剂ATA时，铜电极的腐蚀电流为6.886μA/cm²，随着缓蚀剂的加入腐蚀电流变小，当ATA浓度为30mg/L，对应铜电极的腐蚀电流最小为0.2684μA/cm²，其对应的缓蚀效率也最高，为96.10％，说明ATA对模拟大气溶液中的青铜具有良好的缓蚀效果。这与交流阻抗法得出的结论一致。另外，从极化曲线图也可以看出添加缓蚀剂ATA后铜电极的腐蚀电位及阴极极化曲线发生负移，说明该缓蚀剂是阴极型缓蚀剂。

以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所做的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。

Claims (2)

1.3-氨基-1，2，4-三氮唑作为青铜防腐蚀缓蚀剂的应用，其特征在于3-氨基-1，2，4-三氮唑在模拟大气溶液中的浓度为10～40mg/L；

其中模拟大气溶液的溶剂为去离子水，溶质为NaCl、Na₂SO₄和NaHCO₃，且其中NaCl的浓度为0.2g/L，Na₂SO₄的浓度为0.2g/L，NaHCO₃的浓度为0.2g/L。

2.如权利要求1所述的3-氨基-1，2，4-三氮唑作为青铜防腐蚀缓蚀剂的应用，其特征在于3-氨基-1，2，4-三氮唑在模拟大气溶液中的浓度为30mg/L，其中模拟大气溶液的溶剂为去离子水，溶质为NaCl、Na₂SO₄和NaHCO₃，且其中[NaCl]＝0.2g/L，Na₂SO₄＝0.2g/L，[NaHCO₃]＝0.2g/L。

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