CN110878416A - 一种咖啡壳复配缓蚀剂及其制备方法与应用 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种咖啡壳复配缓蚀剂及其制备方法与应用。所述的咖啡壳复配缓蚀剂包括咖啡壳提取物0.1~1.0g/L，炔醇类化合物0.05~0.5g/L，阴离子表面活性剂0.1~0.5g/L，醇类化合物乙醇0.01~0.1g/L，余量为酸洗液。制备方法是将配方配比的各原料混合搅拌均匀得到目标物咖啡壳复配缓蚀剂。应用为所述的咖啡壳复配缓蚀剂在钢铁材料酸洗中的应用。

Description

一种咖啡壳复配缓蚀剂及其制备方法与应用
技术领域
本发明属于材料技术领域，具体涉及一种咖啡壳复配缓蚀剂及其制备方法与应用。
背景技术
咖啡是当下流行的主要饮品之一，因而咖啡树在世界范围内倍广泛种植，咖啡在初加工过程中，会产生大量的加工剩余产物，如果皮、果胶、豆壳和废水等；咖啡豆壳作为生产过程中一种废弃物若没有被科学有效的进行处理，不仅造成资源浪费，而且会给环境带来严重的污染，因此，开发一种能利用咖啡壳制备复配缓蚀剂是非常必要的，可以在回收废弃物的基础上同时获得环保型复配缓蚀剂。
发明内容
本发明的第一目的在于提供一种咖啡壳复配缓蚀剂；第二目的在于提供所述的咖啡壳复配缓蚀剂的制备方法；第三目的在于提供所述的咖啡壳复配缓蚀剂的应用。
本发明的第一目的是这样实现的，所述的咖啡壳复配缓蚀剂包括咖啡壳提取物0.1~1.0g/L，炔醇类化合物0.05~0.5g/L，阴离子表面活性剂0.1~0.5g/L，醇类化合物乙醇0.01~0.1g/L，余量为酸洗液。
本发明的第二目的是这样实现的，是将配方配比的各原料混合搅拌均匀得到目标物咖啡壳复配缓蚀剂。
本发明的第三目的是这样实现的，所述的咖啡壳复配缓蚀剂在钢铁材料酸洗中的应用。
本发明克服了绝大多数缓蚀剂价格昂贵、毒性大、污染环境之不足，而以咖啡壳为原料制备得到咖啡壳提取物，加入炔醇类化合物，阴离子表面活性剂和醇类化合物乙醇，余量酸洗液制备得到的金属缓蚀剂存在协同增效作用。本发明所述的金属缓蚀剂具有无毒、成本低、适应性强且明显抑制了酸对金属材料的腐蚀作用，使用后无污染、使用安全、方便。
具体实施方式
下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。
本发明所述的咖啡壳复配缓蚀剂包括咖啡壳提取物0.1~1.0g/L，炔醇类化合物0.05~0.5g/L，阴离子表面活性剂0.1~0.5g/L，醇类化合物乙醇0.01~0.1g/L，余量为酸洗液。
所述的炔醇类化合物为单丙氧基化丙炔醇。
所述的阴离子表面活性剂为溴代十四烷基吡啶。
所述的咖啡壳提取物是以咖啡壳为原料，经前处理、提取、浓缩、萃取和后处理步骤制备得到，具体包括：
A、前处理：将咖啡壳干燥粉碎过筛得到咖啡壳粉a；
B、提取：将咖啡壳粉a中加入咖啡壳粉体积20~40倍的乙醇溶液在10~30℃下浸泡2~4h得到物料b；将物料b于温度50~80℃水浴回流提取2~6h经抽滤得到提取液c；
C、浓缩：将提取液c浓缩至提取液c体积的1/2~1/3得到浓缩液d；
D、萃取：将浓缩液d中加入浓缩液d体积2~5倍的石油醚，充分震荡后静置12~48h，得到石油醚层e和下层提取液f，石油醚层e进行回收，下层提取液f中再次加入下层提取液f体积2~3倍的石油醚，充分震荡后静置分层，每隔10~30min换一次石油醚，直至石油醚层无色得到提取液g；
E、后处理：将提取液g经蒸发、干燥得到目标物咖啡壳提取物。
A步骤中所述的干燥包括风干和恒温干燥步骤，具体是将废弃物咖啡壳风干后放于鼓风烘箱中，于50~70℃恒温干燥48~60h。
B步骤中所述的乙醇溶液的体积浓度为20~60%。
E步骤中所述的蒸发是采取旋转蒸发。
E步骤中所述的干燥是在温度50~70℃下干燥12~24h。
本发明所述的咖啡壳提取物的制备方法具体操作如下：
A、前处理：收集咖啡壳后，风干后放于鼓风烘箱中，于60℃恒温干燥48~60 h，取出自然冷却至室温后粉碎，粒径为300~1000 μm的咖啡壳粉；
B、提取：将咖啡壳粉加浓度为20~60%乙醇溶液室温（10~30℃）浸泡2~4h，固液比1:20~40，然后在50~80℃水浴回流提取2~6 h；
C、浓缩：将回流得到的乙醇提取液真空抽滤，以除去其中含有的咖啡壳残渣粉末，然后取其在旋转蒸发仪上40~80℃把溶液旋转蒸发浓缩至1/2~1/3体积；
D、萃取：将浓缩后的乙醇提取液中加入体积2~5倍的石油醚，充分震荡后静置12~48 h，将上层的石油醚与下层的提取液分开，回收上层液，下层液体再次加入分液漏斗中并加体积2~3倍石油醚，充分震荡静置分层，每隔10~30分钟换一次石油醚，直到上层液体到无色为止；
E、后处理：将萃取后的下层液进行旋转蒸发，蒸到40~60ml，蒸发过的液体放到蒸发皿中，置于鼓风干燥箱中于50~70℃干燥12~24h，用结晶铲铲下固体，即为目标咖啡壳提取物。
本发明所述的咖啡壳复配缓蚀剂的制备方法，是将配方配比的各原料混合搅拌均匀得到目标物咖啡壳复配缓蚀剂。
本发明所述的咖啡壳复配缓蚀剂的应用为所述的咖啡壳复配缓蚀剂在钢铁材料酸洗中的应用。
下面以具体实施案例对本发明做进一步说明：
实施例1
——咖啡壳提取物的制备
A、前处理：收集咖啡壳后，风干后放于鼓风烘箱中，于60℃ ~ 70℃恒温干燥60 ~ 72h，取出自然冷却至室温后粉碎，粒径为150~2000 μm的咖啡壳粉；
B、提取：将咖啡壳粉加浓度为10~70%乙醇溶液室温（5~35℃）浸泡2~6h，固液比1:25~50，然后在60~85℃水浴回流提取3~9 h；
C、浓缩：将回流得到的乙醇提取液真空抽滤，以除去其中含有的咖啡壳残渣粉末，然后取其在旋转蒸发仪上45~75℃把溶液旋转蒸发浓缩至1/4~1/2体积；
D、萃取：将浓缩后的乙醇提取液中加入体积2~6倍的石油醚，充分震荡后静置15~60 h，将上层的石油醚与下层的提取液分开，回收上层液，下层液体再次加入分液漏斗中并加体积2~5倍石油醚，充分震荡静置分层，每隔20~40分钟换一次石油醚，直到上层液体到无色为止；
E、后处理：将萃取后的下层液进行旋转蒸发，蒸到40~60ml，蒸发过的液体放到蒸发皿中，置于鼓风干燥箱中于50~70℃干燥12~24h，用结晶铲铲下固体，即为目标咖啡壳提取物。
实施例2
——一种咖啡壳复配金属缓蚀剂的制备
取实施例1咖啡壳提取物0.10 g、单丙氧基化丙炔醇0.5 g、溴代十四烷基吡啶0.5g、乙醇铵0.01g，中加入体积为1 L的浓度0.5~5.0 mol/L的盐酸洗液，搅拌均匀即得到目标物咖啡壳复配缓蚀剂。
实施例3
——一种咖啡壳复配金属缓蚀剂的制备
取实施例1咖啡壳提取物1.0 g、单丙氧基化丙炔醇0.8 g、溴代十四烷基吡啶0.5g、乙醇0.06g，加入体积为1 L的浓度0.5~5.0 mol/L的硫酸洗液，搅拌均匀即得到目标物咖啡壳复配缓蚀剂。
实施例4
——一种咖啡壳废弃物复配金属缓蚀剂的制备
取实施例1咖啡壳提取物1.0 g、单丙氧基化丙炔醇0.5g、溴代十四烷基吡啶0.5g、乙醇0.1g，加入体积为1 L的浓度0.5~10.0 mol/L的磷酸洗液，搅拌均匀即得到目标物咖啡壳复配缓蚀剂。
试验例1——钢铁材料的酸洗
钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例2复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~ 50℃）不同腐蚀浸泡时间（6 ~156 h）均能在98%以上。表1为1.0 mol/L HCl试验数据，方法为失重法。
表1咖啡壳复配缓蚀剂对冷轧钢在1.0 mol/L HCl中的缓蚀率
Figure 476589DEST_PATH_IMAGE002
试验例2——钢铁材料的酸洗
钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例3复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~ 50℃）不同腐蚀浸泡时间（6 ~48 h）均能在95%以上。表2为4.0 mol/L HCl试验数据，方法为失重法。
表2 咖啡壳复配缓蚀剂对冷轧钢在4.0 mol/L HCl中的缓蚀率
Figure 596992DEST_PATH_IMAGE004
试验例3 ——钢铁材料的酸洗
钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例3复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~ 50℃）不同腐蚀浸泡时间（6 ~96 h）均能在96%以上。表3为1.0 mol/L H2SO4试验数据，方法为失重法。
表3 咖啡壳复配缓蚀剂对冷轧钢在1.0 mol/L H2SO4中的缓蚀率
Figure 973134DEST_PATH_IMAGE006
试验例4——钢铁材料的酸洗
钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例4复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~ 50℃）不同腐蚀浸泡时间（6 ~120 h）均能在97%以上。表4为3.0 mol/L H3PO4试验数据，方法为失重法。
表4 咖啡壳复配缓蚀剂对冷轧钢在3.0 mol/L H3PO4中的缓蚀率
Figure 633923DEST_PATH_IMAGE008
试验例5——钢铁材料的酸洗
钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例4复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~ 50℃）不同腐蚀浸泡时间（6 ~120 h）均能在92%以上。表5为7.0 mol/L H3PO4试验数据，方法为失重法。
表5 咖啡壳复配缓蚀剂对冷轧钢在7.0 mol/L H3PO4中的缓蚀率
Figure 917137DEST_PATH_IMAGE010

Claims (10)

1.一种咖啡壳复配缓蚀剂，其特征在于所述的咖啡壳复配缓蚀剂包括咖啡壳提取物0.1~1.0g/L，炔醇类化合物0.05~0.5g/L，阴离子表面活性剂0.1~0.5g/L，醇类化合物乙醇0.01~0.1g/L，余量为酸洗液。
2.根据权利要求1所述的咖啡壳复配缓蚀剂，其特征在于所述的炔醇类化合物为单丙氧基化丙炔醇。
3.根据权利要求1所述的咖啡壳复配缓蚀剂，其特征在于所述的阴离子表面活性剂为溴代十四烷基吡啶。
4.根据权利要求1所述的咖啡壳复配缓蚀剂，其特征在于所述的咖啡壳提取物是以咖啡壳为原料，经前处理、提取、浓缩、萃取和后处理步骤制备得到，具体包括：
A、前处理：将咖啡壳干燥粉碎过筛得到咖啡壳粉a；
B、提取：将咖啡壳粉a中加入咖啡壳粉体积20~40倍的乙醇溶液在10~30℃下浸泡2~4h得到物料b；将物料b于温度50~80℃水浴回流提取2~6h经抽滤得到提取液c；
C、浓缩：将提取液c浓缩至提取液c体积的1/2~1/3得到浓缩液d；
D、萃取：将浓缩液d中加入浓缩液d体积2~5倍的石油醚，充分震荡后静置12~48h，得到石油醚层e和下层提取液f，石油醚层e进行回收，下层提取液f中再次加入下层提取液f体积2~3倍的石油醚，充分震荡后静置分层，每隔10~30min换一次石油醚，直至石油醚层无色得到提取液g；
E、后处理：将提取液g经蒸发、干燥得到目标物咖啡壳提取物。
5.根据权利要求4所述的咖啡壳复配缓蚀剂，其特征在于A步骤中所述的干燥包括风干和恒温干燥步骤，具体是将废弃物咖啡壳风干后放于鼓风烘箱中，于50~70℃恒温干燥48~60h。
6.根据权利要求4所述的咖啡壳复配缓蚀剂，其特征在于B步骤中所述的乙醇溶液的体积浓度为20~60%。
7.根据权利要求4所述的咖啡壳复配缓蚀剂，其特征在于E步骤中所述的蒸发是采取旋转蒸发。
8.根据权利要求4所述的咖啡壳复配缓蚀剂，其特征在于E步骤中所述的干燥是在温度50~70℃下干燥12~24h。
9.一种权利要求1~8任一所述的咖啡壳复配缓蚀剂的制备方法，其特征在于是将配方配比的各原料混合搅拌均匀得到目标物咖啡壳复配缓蚀剂。
10.一种权利要求1~8所述的咖啡壳复配缓蚀剂的应用，其特征在于所述的咖啡壳复配缓蚀剂在钢铁材料酸洗中的应用。
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