专利名称：一种碳钢防腐蚀缓蚀剂及其制备方法
技术领域：
本发明涉及一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂及其制备方法，属金属材料腐蚀与防 护技术领域。
背景技术：
钢材是关系到国民经济发展的重要物资，被广泛地应用在各种各样的管道设备 中。然而在不同应用环境中，钢材存在着不同程度的腐蚀，给人类带来了巨大的经济 损失和社会危害。钢铁缓蚀剂的研制与开发，对促进国民经济的可持续发展具有重大意 义。由于人类面临淡水资源严重缺乏的危机，大力开发和利用海水己势在必行。而海水 因其强烈的腐蚀性，容易导致设备的损坏，在海水介质中使用缓蚀剂对海水环境中的金 属进行防护是保护金属较为有效的措施之一。目前海水体系中合金钢防腐蚀缓蚀剂主要有铬酸盐、锌盐、聚磷酸盐、有机 麟酸盐等，这些药剂对环境存在污染，随着环境保护和安全意识的加强其使用逐渐受到 限制。寻找不污染环境、使用安全的绿色缓蚀剂已经为全世界所关注。稀土缓蚀剂以其 资源丰富、低毒性、对环境和人体危害小而受到广泛关注，国内外研究认为稀土有望成 为铬酸盐的替代品。钼酸盐由于毒性低，不污染环境，在许多体系中逐渐取代铬酸盐得 到了广泛的应用。稀土金属铈盐以及钼酸盐因其低毒性而被称为“绿色”药剂，是很有 发展前景的环境友好型缓蚀剂。国内外对稀土金属盐的研究较多，但主要集中在铝、锌 及其合金的缓蚀剂和金属的稀土表面转化膜上，而对具有广泛应用的Q345合金钢在海水 性腐蚀介质中的研究尚未见报道。我们主要对两种环境友好型缓蚀剂硝酸铈和钼酸铵进 行复配研究，以得到较好的Q345合金钢缓蚀剂配方。
发明内容
本发明目的之一为了克服现有技术中Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂存在的缺点，提 供一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂。本发明的目的之二提供上述的一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂的制备方法。本发明的技术方案一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂，由溶质和溶剂组成，溶剂为去离子水，其溶质 由 Ce (NO3) 3 和(NH4)2MoO4 按质量比计算 Ce (NO3) 3 (NH4) 2Mo04 为 O 1 O 0.15 复配而成，最终所得的缓蚀剂浓度为0.2 0.95g/L。一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂，由溶质和溶剂组成，溶剂为去离子水，其溶质 由 Ce(NO3) 3、(NH4)2MoO4 按质量比 Ce(NO3)3 (NH4)2MoO4 为 8 1 复配而成，最终 所得的缓蚀剂浓度为0.9g/L。一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂，其制备方法如下在室温下向去离子水中依次添加Ce(NO3)3和(NH4)2MoO4,搅拌混合即可，即 得本发明的Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂。
本发明的有益效果本发明的一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂为绿色水处理药剂，对环境无危害，符 合可持续发展观的需要所述配方原料易得，将其复配使用后对体系中Q345合金钢的防腐 蚀具有较好的缓蚀效果。当复配缓蚀剂浓度为0.8g/LCe(NO3)3+0.IgzX(NH4)2MoO4时， 其腐蚀电流密度最低，为9.943yA/cm2，其对应的缓蚀效率也最高，为87.16%。
图1、Q345合金钢电极在未添加缓蚀剂和添加浓度为0.8g/L Ce (NO3) 3的模拟海 水溶液中浸泡0.5h后的极化曲线图；图2、Q345合金钢在添加0.8g/LCe (NO3) 3和不同浓度(NH4) 2Mo04的模拟海水 溶液中的交流阻抗图；图3、Q345合金钢在添加0.8g/LCe (NO3) 3和不同浓度(NH4)2MoO4的模拟海水 溶液中的极化曲线图。
具体实施例方式下面通过实施例并结合附图对本发明进行进一步阐述，但并不限制本发明。1、材料与试剂Q345合金钢电极由用环氧树脂密封制成，工作面积为1.0cm2。模拟海水溶液的配置质量分数为3.5% NaCl溶液，所用溶液均用去离子水配 制。2、测试方法 交流阻抗和极化曲线的测试采用经典的三电极体系，工作电极为Q345合金钢电极。所用的辅助电极均为钼 电极，参比电极均为饱和甘汞电极(SCE)，本发明所示电位均相对于饱和甘汞电极。Q345合金钢电极在进行电化学测试前表面用1#、3#、6#金相砂纸逐级打磨抛 光，去离子水冲洗后用无水乙醇去油，再用去离子水冲洗后放入电解池内稳定30min后 进行电化学测试。交流阻抗和极化曲线的测定所用设备采用上海晨华电化学工作站CHI660C，交 流阻抗测量频率范围为100.00kHz 50.00mHz，交流激励信号为10mV，极化曲线的扫描 速率为lmV/s。实施例1一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂溶质为Ce(NO3)3，溶剂为去离子水，最终配制成浓度分别为Og/L、0.2g/L、 0.4g/L、0.6g/L、0.8g/L、1.Og/L 的 Ce (NO3) 3 单配缓蚀剂。Ce(NO3)3单配缓蚀剂对模拟海水中Q345合金钢的缓蚀作用附图1Q345合金钢电极在未添加缓蚀剂和添加浓度为0.8g/L Ce (NO3) 3的模拟海 水溶液中浸泡0.5h后的极化曲线图，其中曲线1和曲线2分别表示未添加缓蚀剂和添加浓 度为0.8g/L Ce(NO3)3的极化曲线图，其相对应的腐蚀电位和腐蚀电流密度数据见表1。 缓蚀剂的缓蚀效率(Π %)按照如下公式计算
；； =X 100%I0和I分别为空白实验和加入缓蚀剂后的腐蚀电流密度。表1Q345合金钢电极在不同浓度Ce(NO3)3的模拟海水溶液中得到的电化学参数
C Ce (N03)3/ (g/L)Ecor" (mV)Lorr/ ( μ A/cm2)η / (%)0-0· 758777. 46/
0.8-0.714240.1848.13如表1，与未加缓蚀剂比较，在模拟海水溶液中加入浓度为0.8g/L的Ce(NO3)3 后Q345合金钢电极的腐蚀电流密度明显减小，为13.52yA/cm2，其对应的缓蚀效率为 48.13%。多次实验证明，单一缓蚀剂Ce(NO3)3浓度为0.8g/L时对Q345合金钢在模拟 海水溶液中的缓蚀效果最好。实施例2一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂溶质为Ce(NO3)3和(NH4)2MoO4,溶剂为去离子水，配置6组Q345合金钢防 腐蚀缓蚀剂。第一组为空白模拟海水，其余每组中Ce(NO3)3的浓度均为0.8g/L，而 (NH4)2MoO4 的浓度分别为 Og/L、0.01g/L、0.05g/L、O.lg/L、0.15g/L。附图2是Q345合金钢在添加0.8g/LCe (NO3) 3和不同浓度(NH4) 2Mo04的模拟海 水溶液中的交流阻抗图，其中曲线1为未添加任何缓蚀剂的阻抗图，曲线2、曲线3、曲 线 4、曲线 5、曲线 6 分别代表(NH4)2MoO4 浓度为 Og/L、0.01g/L、0.05g/L、O.lg/L、 0.15g/L下的阻抗图。用阻抗值的高低来判断缓蚀性能的好坏，阻抗值越大说明其对金属 的缓蚀性能越好。从附图2中可以看出，随着(NH4)2MoO4含量的增加，阻抗值逐渐增大，当 复配缓蚀剂为0.8g/L Ce(NO3)3+0.IgzX(NH4)2MoO4时，该Q345合金钢电极的阻抗最 大，再增加(NH4) 2Mo04浓度阻抗反而下降，这说明该配方(0.8g/L Ce (NO3) 3+0.Ig/ L(NH4)2MoO4)是最佳的复配方案，其缓蚀效果最好。附图3是Q345合金钢在添加0.8g/LCe (NO3) 3和不同浓度(NH4)2Mo04的模拟 海水溶液中的极化曲线图，其中曲线1为未添加任何缓蚀剂的极化曲线图，曲线2、曲线 3、曲线 4、曲线 5、曲线 6 分别代表(NH4)2MoO4 浓度为 Og/L、0.01g/L、0.05g/L、O.lg/ L、0.15g/L下的极化曲线图，相对应的腐蚀电位和腐蚀电流密度数据见表2。 表2 Q345合金钢在添加0.8g/LCe (NO3) 3和不同浓度(NH4) 2Mo04的模拟海水溶
液中的腐蚀参数
权利要求
1.一种Q 345合金钢防腐蚀缓蚀剂，由溶质和溶剂组成，溶剂为去离子水，其特征在 于其溶质由Ce(NO3)3和(NH4)2MoO4按质量比计算即Ce(NO3)3 (NH4)2MoO4为O 1 O 0.15复配而成，最终所得的缓蚀剂浓度为0.2 0.95g/L。
2.一种如权利要求1所述的一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂，由溶质和溶剂组 成，溶剂为去离子水，其特征在于其溶质由Ce(N03)3、(NH4)2MoO4按质量比即 Ce(NO3)3 (NH4)2MoO4S 0.8 O 0.15复配而成，最终所得的缓蚀剂浓度为0.8 0.95g/L。
3.—种如权利要求1所述的一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂，由溶质和溶剂组 成，溶剂为去离子水，其特征在于其溶质由Ce(N03)3、(NH4)2MoO4按质量比即 Ce(NO3)3 (NH4)2MoO4S 8 1复配而成，最终所得的缓蚀剂浓度为0.9g/L。
4.一种如权利要求1、2或3所述的一种Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂的制备方法，其特 征在于如下在室温下向去离子水中依次添加Ce(NO3)3和(NH4)2MoO4,搅拌混合即可，即得本 发明的Q345合金钢防腐蚀缓蚀剂。
全文摘要
本发明公开了一种Q345合金钢的防腐蚀缓蚀剂及其制备方法，属金属材料腐蚀与防护技术领域。Q345合金钢的防腐蚀缓蚀剂，其溶质由Ce(NO3)3和(NH4)2MoO4按质量比计算Ce(NO3)3∶(NH4)2MoO4为0～1∶0～0.15复配而成，溶剂为去离子水，最终所得的缓蚀剂浓度为0～0.95g/L。当缓蚀剂浓度为0.8g/LCe(NO3)3+0.1g/L(NH4)2MoO4时，Q345合金钢的腐蚀电流密度最低，为9.943μA/cm2，对应的缓蚀效率也最高，为87.16％。本发明的Q345合金钢的防腐蚀缓蚀剂对环境无危害，其复配使用后对体系中Q345合金钢的防腐蚀具有较好的缓蚀效果。
文档编号C23C22/40GK102011116SQ20101023922
公开日2011年4月13日 申请日期2010年7月29日 优先权日2010年7月29日
发明者云虹, 张亦论, 徐群杰, 时士峰 申请人:上海电力学院