本發(fā)明涉及一種緩蝕劑，尤其在乙酸介質(zhì)中的緩蝕劑。

背景技術(shù)：

乙酸廣泛應用于金屬設備的化學清洗、化工生產(chǎn)中的溶劑和原料、家庭用具的除垢劑，但由于它對金屬材料(鋼、鐵、鋁、銅等)有強烈的腐蝕作用給社會造成巨大的經(jīng)濟損失，緩蝕劑是抑制金屬腐蝕的重要手段，尤其在酸性介質(zhì)中^[1]。

鋼鐵在鹽溶液（如NaCl）或其它酸（如鹽酸）中的腐蝕與緩蝕劑研究報道很多。如季銨鹽緩蝕劑就是一種很好鋼鐵緩蝕劑，能對鋼鐵在氯化鈉、鹽酸、硫酸、30%乳酸溶液或硝酸等介質(zhì)具有較好的緩蝕作用，但在乙酸介質(zhì)中緩蝕效果很低。直接利用其它緩蝕劑，也對鋼鐵在乙酸介質(zhì)中表現(xiàn)出差的緩蝕效果 ^[2-3]。由此可見，尋找乙酸介質(zhì)中的緩蝕劑就顯得意義非凡。

[1] Li Xianghong, Mu Guannan. Tween-40 as corrosion inhibitor for cold rolled steel in sulphuric acid: weight loss study, electrochemical characterization, and AFM [J]. Applied Surface Science, 2005, 252: 1254 – 1265；

[2] 曹楚南. 腐蝕電化學原理[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2004；

[3] 張?zhí)靹俚? 緩蝕劑[M]. 北京：化學工業(yè)出版社，2008。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明的目的旨在提供一種乙酸介質(zhì)中高效環(huán)保緩蝕劑。將在乙酸制備、儲存儀器容器等領(lǐng)域具有廣闊的應用前景。

實現(xiàn)本發(fā)明目的的技術(shù)方案是：

緩蝕劑的作用機理一般是由于緩蝕劑吸附到鋼鐵表面，阻斷了腐蝕介質(zhì)對鋼鐵的進一步腐蝕。在乙酸介質(zhì)中，乙酸根離子（CH₃COO^-）會在鋼鐵表面發(fā)生吸附，腐蝕金屬；若想得到良好的緩蝕劑，就要考慮緩蝕劑與CH₃COO^-競爭吸附的影響。十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）是一種季銨鹽，冷軋鋼在乙酸中腐蝕后失電子，導致鋼表面帶正電荷，這就阻礙了帶正電荷的季銨鹽型陽離子表面活性劑(CTAB)在鋼鐵表面的吸附，所以不能表現(xiàn)出好的緩蝕作用。加入二乙基二硫代氨基甲酸鈉（DDTC）后，電離出二乙基二硫代氨基甲酸根負離子，分子中電負性高的S、N優(yōu)先定位吸附在金屬表面上的陽極反應或陰極反應活性位置，主要抑制陽極反應。同時與CH₃COO^-離子競爭吸附于鋼表面，降低金屬表面電勢，當吸附足夠多的DDTC后，金屬表面由正電性變?yōu)樨撾娦?，這時金屬表面很容易通過靜電作用吸附在溶液中形成的CTAB陽離子，形成保護位點；DDTC再與CH₃COO^-離子競爭剩余的腐蝕位點，如此反復，鋼鐵表面就形成了兩層單分子層（DDTC-CTAB），同時，非極性基團把金屬表面和腐蝕介質(zhì)隔開，從而減緩腐蝕速度，最終表現(xiàn)出高效的緩蝕作用。

具體步驟如下：

a． 稱取一定量的CTAB和DDTC于一個燒杯中，加水使之溶解。調(diào)整CTAB和DDTC的比例和濃度，得到多個緩蝕劑溶液。

b．把上述溶液倒入乙酸溶液中，得到含有緩蝕劑的乙酸溶液。把鋼鐵片放入其中，觀察緩蝕效果。

這樣就得到了一種高效緩蝕劑。

附圖說明

圖1a是0.05mol/L乙酸中冷軋鋼片腐蝕6h后的電鏡（SEM）圖片；

圖1b是在0.05mol/L乙酸+50mg/L CTAB+50mg/L DDTC溶液中的冷軋鋼片腐蝕6h后的電鏡（SEM）圖片；

圖2是在0.05mol/L乙酸+50mg/L CTAB+50mg/L DDTC溶液中的極化曲線；

圖3是0.05mol/L乙酸中CTAB和DDTC兩者不同配比下的緩蝕效率。

具體實施方式

將正方形(1×1cm)的冷軋鋼片經(jīng)100#、280#、400#、600#、800#、1000#及1200#的砂紙逐級打磨至光亮，用蒸餾水沖洗，丙酮脫脂，干燥，放入干燥器中備用。

實施1

分別稱取50 mg的十六烷基三甲基溴化銨（CTAB）和50 mg的二乙基二硫代氨基甲酸鈉（DDTC），在50ml的燒杯中溶解，最后倒入0.05mol/L乙酸溶液中，獲得含有緩蝕劑的乙酸溶液。把正方形冷軋鋼片放入上述溶液中，浸泡6h，觀察腐蝕后的電鏡圖片；為了更好的比較，同時也觀察了不含有緩蝕劑的乙酸溶液中腐蝕后的電鏡圖片（見圖1）。從圖片中可以看出，CTAB與DDTC復配后表現(xiàn)出了很好的緩蝕效果。

為了更好的說明緩蝕效果，利用了極化曲線方法，求出在不同介質(zhì)中腐蝕電流，根據(jù)下列公式求出緩蝕劑的緩蝕率（IE）。

I₀，I分別為不含和含緩蝕劑時的鋼片的極化曲線上的腐蝕電流。圖2給出了0.05mol/L乙酸 + 50mg/L CTAB+50mg/L DDTC的極化曲線，為了更好比較也給出了其它溶液中的極化曲線?？梢郧蟪鰪团涞木徫g率高達80.4%。

實例2

在實例1的基礎(chǔ)上，調(diào)節(jié)CTAB和DDTC含量（確保CTAB和DDTC的總量為100mg/L），利用極化曲線求出緩蝕率，見圖3所示。可以看出，復配的CTAB和DDTC緩蝕劑均表現(xiàn)出了很好的緩蝕效果。

實例3

在實例2的基礎(chǔ)上，改變乙酸的濃度，從0.01到0.5mol/L，所有緩蝕劑的緩蝕率均到達80%以上。