CN108203821A - 一种掺杂go的环保钝化剂、制备方法及其应用 - Google Patents

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陈浩天
成汉文
朱丽莹
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Abstract

本发明公开了一种掺杂GO的环保钝化剂、制备方法及其应用。每升钝化剂中含有柠檬酸10‑80ml、双氧水20‑80ml、硝酸铈2‑5g、十二烷基硫酸钠0.01‑0.1g、三乙醇胺0.1‑0.5ml、氧化石墨烯1‑5g、余量去离子水。本发明是一种不含有铬酸的环保型钝化剂。将不锈钢工件加入50～70℃的钝化剂中钝化处理20‑50分钟，可以在不锈钢表面形成耐腐蚀、耐氧化性能、稳定性良好的钝化膜层。

Description

一种掺杂GO的环保钝化剂、制备方法及其应用
技术领域
本发明涉及表面钝化技术领域，具体的说，涉及一种掺杂GO的环保钝化剂、制备方法及其应用。
背景技术
不锈钢作为一种被广泛应用于现代工业的材料，已有一百多年的历史。不锈钢具有强度高，可辉接，耐腐烛和机械加工方便等许多优点，在宇航、化工、仪表材料、医药和能源等工业及建筑装饰领域有着极其重要的应用。但是，当不锈钢所在的体系中存在侵蚀性阴离子(如Cl－)时，不锈钢会发生点腐蚀，并由此引发非常严重的其他腐蚀形式。不锈钢的意外腐蚀失效事故会造成严重的经济损失和环境污染、人身伤亡等灾难。不锈钢的抗腐蚀能力决定于其表面钝化膜的稳定性，因此有必要对其表面进行适当处理，提高其耐蚀性。
传统的不锈钢钝化，采用浓硝酸、浓硫酸、铬酸等强氧化剂制备的不锈钢钝化液，虽然可以提高不锈钢的耐腐蚀性，但其存在较高的安全隐患，其酸液对人体有害，污染环境且操作条件要求苛刻。随着法规对硝酸盐用量的限制，用于钝化的硝酸基配方正逐渐被柠檬酸基配方取代。
石墨烯因其独特的二维结构和优异的电学、光学、热血和机械性能，近年来倍受各大科研机构的关注，已经成为化学、物理等领域的热点研究课题。大量理论和实验研究表明，石墨烯及其衍生物在纳米器件、半导体材料、生物传感器、信息存储、太阳能电池和储氢材料等领域具有潜在的重要应用价值。
发明内容
针对上述现有技术中存在的技术问题，本发明的目的在于提供一种掺杂GO的新型环保钝化剂、制备方法及其应用。本发明的环保钝化剂能在不锈钢表面生成耐腐蚀和耐氧化的钝化膜；本发明解决了现有技术中不锈钢表面钝化膜的耐腐蚀、耐氧化性能不高，以及钝化剂本身对环境污染大的问题。
本发明的技术方案具体介绍如下。
本发明提供一种掺杂GO的环保钝化剂，以1L计，其由以下组分组成：
柠檬酸 10-80mL
双氧水 20-80mL
硝酸铈 2-5g
十二烷基硫酸钠 0.01-0.1g
三乙醇胺 0.1-1mL
氧化石墨烯 1-5g
余量为去离子水。
优选的，以1L计，其由以下组分组成：
柠檬酸 10-70mL
双氧水 30-70mL
硝酸铈 2-5g
十二烷基硫酸钠 0.02-0.09g
三乙醇胺 0.2-0.8mL
氧化石墨烯 2-4g
余量为去离子水。
本发明还提供一种上述的掺杂GO的环保钝化剂的制备方法，包括以下步骤：室温下，将十二烷基硫酸钠、柠檬酸、双氧水、硝酸铈、三乙醇胺和氧化石墨烯和去离子水按比例混合，得到掺杂GO的环保钝化剂。
本发明进一步提供一种上述的掺杂GO的环保钝化剂在不锈钢表面钝化的应用。应用方法如下：
先将掺杂GO的环保钝化剂加热到50-70℃的温度，再向其中放入经预处理的不锈钢工件，钝化处理20-50分钟，完成后吹干样品，即在不锈钢表面形成钝化膜。
上述温度为50-60℃，钝化处理时间为25～35分钟。
上述不锈钢工件的预处理包括依次进行水洗、砂纸抛光除污，乙醇溶液中超声清洗，酸洗和水洗的步骤。
本发明中在不锈钢表面形成钝化膜包括以下步骤：先将配制好的钝化剂加热到50-70℃，再将处理好的不锈钢工件放入到钝化剂中，钝化处理20-50分钟，完成后吹干样品，即在不锈钢表面形成不含高价铬，环境友好的，耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜。
本发明提供的一种掺杂GO的新型环保钝化剂配方，用柠檬酸取代了传统的硝酸和铬酸钝化的工艺，柠檬酸对铁的活性比对铬镍的活性强，可以有效地将不锈钢表面的铁除掉，另外一方面，其钝化溶液不会损害人体健康和破坏环境，柠檬酸作为绿色环保型的有机酸，具有安全性，通用性及操作简单方便，维护方便和费用较低等一系列优点。
同时本发明中加入了稀土硝酸铈，稀土元素是金属和合金的良好缓蚀剂，具有很好的钝化效果，因此可作为许多金属的缓蚀剂和纯化剂。稀土还可以保持膜的完整性和较高的覆盖度。铈系无机盐无毒，对环境无污染。而且我国有着丰富的稀土资源。
本发明中还加入了氧化石墨烯，通过氧化石墨烯优异的性能，显著改善了不锈钢表面钝化膜的耐腐蚀耐氧化性能。
采用本发明钝化后的样品和传统的硝酸钝化后的试样进行耐腐蚀性能测试和抗高温氧化性能测试，发现本发明钝化后的样品的耐腐蚀性能和抗高温氧化性能有较大提升。
附图说明
图1是本发明实施例中得到的样品A、B、C和D的Tafel曲线。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明的技术方案进行详细介绍。
实施例1
一种掺杂GO的新型环保钝化剂，每升钝化剂中由以下组分组成：
按照重量比和体积比分别称取或量取十二烷基硫酸钠、柠檬酸、双氧水、硝酸铈、三乙醇胺、氧化石墨烯，依次加入到去离子水中溶解，即得到掺杂GO的新型环保钝化剂。
实施例2
将实施例1所得的钝化剂应用于不锈钢表面形成钝化膜，具体包括如下步骤：
(1)不锈钢预处理，先将不锈钢工件用去离子水清洗，再用砂纸进行抛光除污，然后在乙醇溶液中超声清洗，接着在盐酸溶液中清洗去除表面氧化膜，最后用去离子水冲洗。
(2)先将配制好的钝化剂加热到50℃，将步骤1预处理后的不锈钢工件放入到钝化剂中，钝化处理25分钟，完成后吹干样品，即在不锈钢表面形成不含高价铬，环境友好的，耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜样品A。通过测试，腐蚀电流密度为1.502×10–5cm2，170℃氧化10h后质量增重2.94mg/cm2。
实施例3
一种掺杂GO的新型环保钝化剂，每升钝化剂中由以下组分组成：
按照重量比和体积比分别称取或量取十二烷基硫酸钠、柠檬酸、双氧水、硝酸铈、三乙醇胺、氧化石墨烯，依次加入到去离子水中溶解，即得到掺杂GO的新型环保钝化剂。
实施例4
将实施例3所得的钝化剂应用于不锈钢表面形成钝化膜，具体包括如下步骤：
(1)不锈钢预处理，先将不锈钢工件用去离子水清洗，再用砂纸进行抛光除污，然后在乙醇溶液中超声清洗，接着在盐酸溶液中清洗去除表面氧化膜，最后用去离子水冲洗。
(2)先将配制好的钝化剂加热到60℃，将步骤1预处理后的不锈钢工件放入到钝化剂中，钝化处理35分钟，完成后吹干样品，即在不锈钢表面形成不含高价铬，环境友好的，耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜样品B。通过测试，腐蚀电流密度为7.515×10–6cm2，170℃氧化10h后质量增重2.03mg/cm2。
实施例5
一种掺杂GO的新型环保钝化剂，每升钝化剂中由以下组分组成：
按照重量比和体积比分别称取或量取十二烷基硫酸钠、柠檬酸、双氧水、硝酸铈、三乙醇胺、氧化石墨烯，依次加入到去离子水中溶解，即得到掺杂GO的新型环保钝化剂。
实施例6
将实施例5所得的钝化剂应用于不锈钢表面形成钝化膜，具体包括如下步骤：
(1)不锈钢预处理，先将不锈钢工件用去离子水清洗，再用砂纸进行抛光除污，然后在乙醇溶液中超声清洗，接着在盐酸溶液中清洗去除表面氧化膜，最后用去离子水冲洗。
(2)先将配制好的钝化剂加热到70℃，将步骤1预处理后的不锈钢工件放入到钝化剂中，钝化处理45分钟，完成后吹干样品，即在不锈钢表面形成不含高价铬，环境友好的，耐腐蚀耐氧化性能优良的钝化膜样品C。通过测试，腐蚀电流密度为7.056×10–6cm2，170℃氧化10h后质量增重1.82mg/cm2。
实施例7
一种掺杂GO的新型环保钝化剂，每升钝化剂中由以下组分组成：
按照重量比和体积比分别称取或量取十二烷基硫酸钠、柠檬酸、双氧水、硝酸铈、三乙醇胺、氧化石墨烯，依次加入到去离子水中溶解，即得到不掺杂GO的新型环保钝化剂。
实施例8
将实施例7所得的钝化剂应用于不锈钢表面形成钝化膜，具体包括如下步骤：
(1)不锈钢预处理，先将不锈钢工件用去离子水清洗，再用砂纸进行抛光除污，然后在乙醇溶液中超声清洗，接着在盐酸溶液中清洗去除表面氧化膜，最后用去离子水冲洗。
(2)先将配制好的钝化剂加热到60℃，将步骤1预处理后的不锈钢工件放入到钝化剂中，钝化处理35分钟，完成后吹干样品，即得到钝化膜样品D。通过测试，腐蚀电流密度为2.230×10–5cm2，170℃氧化10h后质量增重5.24mg/cm2。其耐腐蚀与高温抗氧化性能明显不如掺杂了GO的样品A、B、C性能好。
图1是本发明实施例中得到的样品A、B、C和D的Tafel曲线。测试条件为室温，3.5％NaCl溶液。样品A、B、C和D的腐蚀电流密度分别为1.502×10–5cm2、7.515×10–6cm2、7.056×10–6cm2和2.230×10–5cm2。可以看出未添加GO的样品D的耐腐蚀性能明显弱于添加了GO的样品A、B、C。由实施例5的配比下得到的样品C的耐腐蚀性能最好。
本发明不受上述实施方式的限制，其他的任何未背离本发明的精神实质和原理下所做的改变、修饰、替代、组合、简化，均应为等效的置换方式，都包含在本发明的保护范围之内。

Claims (7)

1.一种掺杂GO的环保钝化剂，其特征在于，以1L计，其由以下组分组成：
柠檬酸 10-80mL
双氧水 20-80mL
硝酸铈 2-5g
十二烷基硫酸钠 0.01-0.1g
三乙醇胺 0.1-1mL
氧化石墨烯 1-5g
余量为去离子水。
2.根据权利要求1所述的掺杂GO的环保钝化剂，其特征在于，以1L计，其由以下组分组成：
柠檬酸 10-70mL
双氧水 30-70mL
硝酸铈 2-5g
十二烷基硫酸钠 0.02-0.09g
三乙醇胺 0.2-0.8mL
氧化石墨烯 2-4g
余量为去离子水。
3.一种根据权利要求1所述的掺杂GO的环保钝化剂的制备方法，其特征在于，室温下，将十二烷基硫酸钠、柠檬酸、双氧水、硝酸铈、三乙醇胺和氧化石墨烯和去离子水按比例混合，得到掺杂GO的环保钝化剂。
4.一种根据权利要求1所述的掺杂GO的环保钝化剂在不锈钢表面钝化的应用。
5.根据权利要求4所述的应用，其特征在于，应用方法如下：
先将掺杂GO的环保钝化剂加热到50-70℃的温度，再向其中放入经预处理的不锈钢工件，钝化处理20-50分钟，完成后吹干样品，即在不锈钢表面形成钝化膜。
6.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，温度为50-60℃，钝化处理25～35分钟。
7.根据权利要求5所述的应用，其特征在于，不锈钢工件的预处理包括依次进行水洗、砂纸抛光除污，乙醇溶液中超声清洗，酸洗和水洗的步骤。
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Cited By (4)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108796485A (zh) * 2018-07-06 2018-11-13 佛山市陵谐环保科技有限公司 一种不锈钢钝化液
CN111321396A (zh) * 2020-04-01 2020-06-23 南宁学院 金属表面处理方法
CN114086189A (zh) * 2021-11-24 2022-02-25 宁波吉海金属科技有限公司 一种环保型不锈钢酸洗钝化液
CN114622195A (zh) * 2022-02-21 2022-06-14 华鼎国联四川动力电池有限公司 一种钝化锌基体的方法

Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102586773A (zh) * 2012-03-23 2012-07-18 上海大学 不锈钢稀土转化膜钝化处理方法
CN104805425A (zh) * 2012-12-13 2015-07-29 蒋红娟 可在极板表面形成耐腐蚀保护膜的处理液
CN105369239A (zh) * 2015-11-19 2016-03-02 上海应用技术学院 一种氧化石墨烯掺杂钝化膜的制备方法
CN105624664A (zh) * 2016-03-15 2016-06-01 赣南师范学院 一种镁合金表面稀土化学转化膜的封孔方法
WO2017101711A1 (zh) * 2015-12-14 2017-06-22 宝山钢铁股份有限公司 一种镁合金用复合物化学转化膜的成膜处理剂及成膜工艺

Patent Citations (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN102586773A (zh) * 2012-03-23 2012-07-18 上海大学 不锈钢稀土转化膜钝化处理方法
CN104805425A (zh) * 2012-12-13 2015-07-29 蒋红娟 可在极板表面形成耐腐蚀保护膜的处理液
CN105369239A (zh) * 2015-11-19 2016-03-02 上海应用技术学院 一种氧化石墨烯掺杂钝化膜的制备方法
WO2017101711A1 (zh) * 2015-12-14 2017-06-22 宝山钢铁股份有限公司 一种镁合金用复合物化学转化膜的成膜处理剂及成膜工艺
CN105624664A (zh) * 2016-03-15 2016-06-01 赣南师范学院 一种镁合金表面稀土化学转化膜的封孔方法

Cited By (5)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN108796485A (zh) * 2018-07-06 2018-11-13 佛山市陵谐环保科技有限公司 一种不锈钢钝化液
CN111321396A (zh) * 2020-04-01 2020-06-23 南宁学院 金属表面处理方法
CN114086189A (zh) * 2021-11-24 2022-02-25 宁波吉海金属科技有限公司 一种环保型不锈钢酸洗钝化液
CN114086189B (zh) * 2021-11-24 2024-03-08 宁波吉海金属科技有限公司 一种环保型不锈钢酸洗钝化液
CN114622195A (zh) * 2022-02-21 2022-06-14 华鼎国联四川动力电池有限公司 一种钝化锌基体的方法

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