将3-氨基-1,2,4-三氮唑用作铜缓蚀剂的方法

专利名称：将3-氨基-1,2,4-三氮唑用作铜缓蚀剂的方法
技术领域：
本发明涉及化合物3-氨基-1，2，4-三氮唑的一种新用途，更具体的说是 涉及将3-氨基-1， 2， 4-三氮唑用作铜缓蚀剂的方法。
背景技术：
铜物理化学性质稳定、导热性能好、耐腐蚀能力强，在建筑、电气、造 船、石油化工等工业领域都有应用，尤其在电厂中热交换器中应用最为普 遍。但是铜材料在与某些液体接触过程中会遭受一定程度的腐蚀，腐蚀严 重时将给人们的生产和生活带来极大的危害，投加缓蚀剂是抑制这种金属 腐蚀最经济的方法之一。3-氨基-1, 2， 4-三氮唑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，对环境的危害小。然而，将3_氨 基-l,2，4-三氮唑用作铜缓蚀剂的研究尚未见诸报道。发明内容本发明所要解决的技术问题是开发3-氨基-1， 2， 4-三氮唑的新用途，将 其作为 一种适用于铜的高效金属缓蚀剂应用。本发明釆用的技术方案将3-氨基-1，2，4-三氮唑用作铜缓蚀剂的方 法，3-氨基-1，2,4-三氮唑在3% NaCl溶液中的浓度为5 ~ 25 mg L-'。3-氨基-1，2，4-三氮唑在3% NaCl溶液中的浓度为20 mg L—'时对铜的 缓蚀效果最好。本发明的有益效果电化学数据表明将3-氨基-l,2,4-三氮唑用作铜缓 蚀剂具有良好的缓蚀效果，特别是在3%NaCl溶液中加入20mg L—1的3-氨 基-l，2，4-三氮唑缓蚀剂后，铜的腐蚀电流大大降低，从15. 60(iA cm—2降 到0. 366|iA . cm-2，缓蚀效率约为97. 65 % 。


图l是铜电极浸在未加和添加不同浓度缓蚀剂3-氨基-l，2，4-三氮唑 的3%NaCl溶液中的交流阻抗图(Nyquist图);图2是铜电极浸在未加和添加不同浓度缓蚀剂3-氨基-1,2，4-三氮唑 的3%NaCl溶液中的交流阻抗图(Bode图)；图3是铜电极浸在未加和添加不同浓度缓蚀剂3-氨基-1,2,4-三氮唑 的3%NaCl溶液中的极化曲线图。
具体实施方式
下面通过附图和实施例对本发明进一步详细描述 一种用于铜的高效 缓蚀剂3-氨基-l,2,4-三氮唑，浓度为5g/L-i-25g/L—、当其浓度为20 mg .L-1时，缓蚀剂效果最佳。实施例一、 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。实施体系用3，aCl。实验中所用器皿均用去离子水洗涤，所有溶 液的配制均用去离子水。二、 铜电极铜电极选用纯铜材料进行试验。铜电极非工作面用环氧树脂密封制成。电极面积为0. 24cm2,进行测量前铜电极用0#-6#金相砂纸逐级打磨抛光， 去离子水清洗，然后用无水乙醇进行除油，最后用去离子水冲洗干净后放 入电解池。三、实验测试仪器交流阻抗和极化曲线的测定仪器为PAPCM283恒电位仪， PARC1025频谱分析仪，配套软件为PAPCM398、 PAPCM352,交流阻抗的测试 频率范围在100. 00 kHz _50 mHz，交流激励信号峰值为5 mV;极化曲线的 扫描速率为2 mV/s。实验中采用经典的三电极体系，工作电极为铜电极， 辅助电极和参比电极分别为Pt电极和饱和甘汞电极。交流阻抗和极化曲线 的测量均是在铜电极浸入含有各种浓度缓蚀剂3 %NaCl溶液中浸泡0. 5 h 后在开路电位下进行的。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2 cm。图1是铜在未加和加入不同浓度缓蚀剂ATA的3 %NaCl溶液中0. 5 h 后的交流阻抗图(曲线a为空白、b为5 mg . L—'ATA、 c为10 mg . L-'ATA、 d为15 mg . L_1ATA、 e为20 mg L_1ATA、 f为25 mg . L_1ATA )。当溶液中 存在缓蚀剂时，缓蚀剂与金属作用形成一种保护膜，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)，阻抗谱图为不规则的容 抗弧，表明在所研究体系里铜的腐蚀主要由电荷传递控制。弧形与Z轴上 的弦长对应于铜电极的膜电阻Rf， Rf越大，说明缓蚀效果越好。从图2我们 可以看出，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，Rf增大，说明缓蚀剂ATA对铜腐蚀有明显的缓蚀作用。另外， 从图2还可以看出，随着缓蚀剂ATA浓度从O mg L—1到20 mg L—1,对应 的阻抗谱图弦长明显增加，Rf增大，缓蚀效果最好,但ATA浓度超过20g/mL-1 后，阻抗谱图弦长却呈下降趋势，因此，ATA浓度为20mg L—i时，缓蚀效 果最好。图2是铜在未加和加入不同浓度缓蚀剂ATA的3 %NaCl溶液中0. 5 h 后的交流阻抗(Bode)图(曲线a为空白、b为5mg -L—)ATA、c为10 mg 'L、TA、d为15 mg . L—^TA、 e为20 mg L—乂TA、 f为25 mg . L—、TA )。电极的耐 蚀性能可以由低频点的阻抗膜值I Z I表征，阻抗膜值I Z I越大，则电极 的腐蚀效果越好，从图2中也可以看出ATA对铜有一定的缓蚀效果，当ATA 浓度为20 mg L—'时I Z I u最大，缓蚀效果最佳。图3是铜在未加和加入不同浓度缓蚀剂ATA的3%NaCl溶液中0. 5h后 的极化曲线图(曲线a为空白、b为5mg. L—'ATA、 c为10 mg . 1/ATA、 d 为15 mg L—、TA、 e为20 mg L、TA、 f为25 mg . 1/ATA )，相关的电化 学数据列于表l (其中"=(/°瞎—/c。 )〃oc。 ,其中/瞎、乙r各表示 未加和加了缓蚀剂ATA的腐蚀电流密度)。表l是铜在未加和加入不同浓 度缓蚀剂ATA的3%NaCl溶液中0. 5h腐蚀电位、腐蚀电流密度和腐蚀率表。表1ATA浓度 (g/mL-1)/corr / fxA cm—2/7/%0-190. 715. 60/5-204. 83. 00680. 7310-256. 60. 53096. 6015-257. 30. 47996. 9220-207. 50. 36697. 6525-231. 00. 60792. 01从表1可知3 %NaCl溶液空白时铜电极的腐蚀电流为15.60pA . cm—2， 加入20mg !/'ATA后腐蚀电流降低为0. 366— cnf2,缓蚀效率为97. 65 %， 说明ATA对3 %NaCl溶液中的铜具有明显的缓蚀效果。这个结果与交流阻 抗法得出的结论一致。另外从极化曲线图中也可以看出加入缓蚀剂ATA后 铜电极的腐蚀电位负移，阴极极化曲线发生明显负移，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 案所作的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
权利要求
1.将3-氨基-1，2，4-三氮唑用作铜缓蚀剂的方法，3-氨基-1，2，4-三氮唑在3％NaCl溶液中的浓度为5～25mg·L-1。
2. 根据权利要求1所述一种将3-氨基-1， 2, 4-三氮唑用作铜缓蚀剂的方 法，其特征是3-氨基-1,2,4-三氮唑在3%NaCl溶液中的浓度为20 mg -L—'。
全文摘要
本发明公开了一种将3-氨基-1，2，4-三氮唑用作铜缓蚀剂的方法，其在3％NaCl溶液中的浓度为5～25mg·L^-1。电化学数据表明将3-氨基-1，2，4-三氮唑用作铜缓蚀剂具有良好的缓蚀效果，特别是在3％NaCl溶液中加入20mg·L^-1的3-氨基-1，2，4-三氮唑缓蚀剂后，铜的腐蚀电流大大降低，从15.60μA·cm^-2降到0.366μA·cm^-2，缓蚀效率约为97.65％。
文档编号C23F11/10GK101220478SQ20081003294
公开日2008年7月16日 申请日期2008年1月23日 优先权日2008年1月23日
发明者徐群杰, 李春香 申请人:上海电力学院