CN1616715A - 铜缓蚀剂 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种铜缓蚀剂，包括聚天冬氨酸、钨酸钠和水，其中聚天冬氨酸和钨酸钠之间的比例为1∶1、1∶2或2∶1，所述铜缓蚀剂在水中的浓度为60mg/L。当聚天冬氨酸和钨酸钠之间的比例为1∶2时，对铜的缓蚀效果最好。所述铜缓蚀剂为绿色水处理药剂，对环境无危害，是一种符合可持续发展需要的缓蚀剂，缓蚀剂原料易得，成本较低。铜电极浸入铜缓蚀剂溶液1小时后的电化学阻抗(Nyquist)图表明当水溶液中存在所述铜缓蚀剂时，缓蚀剂与金属铜作用会生成一种保护膜，对铜具有明显的缓蚀效果。
Description
技术领域
本发明涉及一种金属材料缓蚀剂，更具体的说本发明涉及一种由有机和无机缓蚀剂复配而成的铜缓蚀剂。
背景技术
由于金属腐蚀加剧，目前缓蚀剂使用越来越多。现有的一些缓蚀剂在使用过程中或多或少会对环境产生一定的危害，不利于可持续发展。因此，研究和开发环境友好型水处理缓蚀剂就显得非常必要。钨酸盐作为水质缓蚀剂在工业水处理中得到了一定的应用并取得了较好的效果。我国是钨资源大国，钨储量占世界总储量的51％以上，而且钨化合物几乎无毒，含钨的冷却水对周围环境、人体和作物不会造成污染，亦不引起微生物孽生。钨酸盐作为水质缓蚀剂是一种绿色水处理缓蚀剂。研究表明它对碳钢、紫铜、铜合金、铝、锌均有缓蚀作用。聚天冬氨酸是无磷无氮可生物降解的绿色阻垢剂，由美国的Doniar公司于20世纪90年代初期开发了聚天冬氨酸，由于对环境污染极少，并且能生物降解，在可生物降解的水溶性聚合物领域内有很大的优势，聚天冬氨酸(PASP)是聚氨基酸中的一类。从环境相容性角度考虑，聚天冬氨酸的可生物降解性使其成为特别有价值的水处理剂。因为它从原料、制备过程到最终产品均对人体和环境无毒无害。聚天冬氨酸可高效。稳定地被微生物降解为对环境无害的最终产物，属于聚氨基酸，具有类似蛋白质的酰胺键结构，是一种生物可降解材料，降解产物为氨基酸小分子，最终可降解成水和二氧化碳，具有良好的生物相容性。聚天冬氨酸的另一个重要性能就是它的缓蚀性能。一般认为，它能与Ca2+、Mg2+、Cu2+、Fe2+以及Fe3+等多种离子形成整合物，附着在金属容器表面阻止金属腐蚀，是一种良好的缓蚀剂。当前，对这两种缓蚀剂应用研究较多的是其对碳钢的缓蚀作用，而将聚天冬氨酸与钨酸钠复配对铜的缓蚀作用进行研究尚未见诸报道。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种由有机缓蚀剂聚天冬氨酸与无机缓蚀剂钨酸钠复配而成的新缓蚀剂，该缓蚀剂对铜有明显的缓蚀作用。
本发明采用的技术方案：一种铜缓蚀剂，包括聚天冬氨酸、钨酸钠和水，其中聚天冬氨酸和钨酸钠之间的比例为1∶1、1∶2或2∶1，所述铜缓蚀剂在水中的浓度为60mg/L。
当聚天冬氨酸和钨酸钠之间的比例为1∶2时，对铜的缓蚀效果最好。
本发明的有益效果：所述铜缓蚀剂的两种主要成分聚天冬氨酸和钨酸钠均为绿色水处理药剂，对环境无危害，是一种符合可持续发展需要的缓蚀剂。所述缓蚀剂原料易得，特别是钨酸钠属于我国丰产资源，而聚天冬氨酸在我国也已投产应用，缓蚀剂成本较低。实验证实当溶液中存在本发明的铜缓蚀剂时，缓蚀剂与金属铜作用生成一种保护膜，体现出缓蚀效果，对应的交流阻抗测试结果为阻抗谱图，该阻抗谱均显示一个扁平圆，扁平圆至Z轴上的弦长对应于电极的膜电阻Rf很大。特别是聚天冬氨酸与钨酸钠的复配比例为1∶2时，缓蚀剂的缓蚀效果最佳，对铜具有明显的缓蚀作用。
附图说明
图1为铜电极浸入铜缓蚀剂溶液1小时后的电化学阻抗(Nyquist)图。
具体实施方式
下面结合附图1对本发明进一步详细描述：一种铜缓蚀剂，包括聚天冬氨酸、钨酸钠和水，其中聚天冬氨酸和钨酸钠之间的比例为1∶1、1∶2或2∶1，所述铜缓蚀剂在水中的浓度为60mg/L。当聚天冬氨酸和钨酸钠之间的比例为1∶2时，对铜的缓蚀效果最好。首先按照上述配方配制铜缓蚀剂溶液，钨酸钠(分析纯)，分子式为Na2WO4，白色晶体，易溶于水。聚天冬氨酸(分析纯)，分子量为3000-5000，分解温度为267℃，pH为9.7，生物降解性良好，属无毒级。模拟温和水母液：其所含物质及浓度为：NaCl-3.9g/L，Na2SO4-9g/L，NaHCO3-7g/L，使用时均稀释100倍。实验中工作电极为铜，分别用砂纸打磨，直到磨光为止，保持电极表面平整，光亮，将铜电极浸入缓蚀剂溶液前将表面氧化膜磨去，然后用去离子水冲洗。测量仪器为PAPCM283恒电位仪，PARC1025频谱分析仪，配套软件为PARC M398，用于交流阻抗法测试。交流阻抗的测试频率范围在0.05Hz-100kHz，激励信号峰值为5mV。实验中采用三电极体系，铜电极为工作电极；铂电极作为辅助电极；用双液接甘汞电极作为参比电极，内电极盛有饱和KCl溶液，外电极盛有1mol/L KNO3溶液。测试时将电极竖直浸入被测溶液中，浸入液面的深度与参比电极，辅助电极相同，约为3cm。实验中测试每个铜电极浸入含不同复配缓蚀剂溶液1小时后的交流阻抗曲线，如图1所示，(1)[PASP]＝[Na2WO4]＝0、(2)[PASP]∶[Na2WO4]＝1∶1、(3)[PASP]∶[Na2WO4]＝2∶1、(4)[PASP]∶[Na2WO4]＝1∶2。当溶液中存在缓蚀剂时，缓蚀剂与金属作用生成一种保护膜，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)，该阻抗谱均显示一个扁平圆，扁平圆至Z轴上的弦长对应于电极的膜电阻Rf，Rf越大缓蚀剂的缓蚀效果越好。因此从图中可看出这三种聚天冬氨酸与钨酸钠的复配缓蚀剂与空白相比均有一定的缓蚀作用，尤以聚天冬氨酸与钨酸钠的复配比例为1∶2时复配缓蚀效果最佳，具有明显的缓蚀作用。
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作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
Claims (2)
1.一种铜缓蚀剂，包括聚天冬氨酸、钨酸钠和水，其中聚天冬氨酸和钨酸钠之间的比例为1∶1、1∶2或2∶1，所述铜缓蚀剂在水中的浓度为60mg/L。
2.根据权利要求1所述铜缓蚀剂，其特征是：聚天冬氨酸和钨酸钠之间的比例为1∶2。
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2004
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