一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法
【技术领域】
[0001 ]本发明属于化工领域，设及一种金属材料的防腐蚀技术，具体来说是一种铜表面 缓蚀组装膜的制备方法。
【背景技术】
[0002] 铜及其合金具有良好的热、电传导性和机械性能，在电力、信息、海水淡化等众多 行业得到广泛的应用。但在含cr、so^等腐蚀性介质中，铜及其合金易发生腐蚀，造成巨大 的经济损失和安全隐患。因此，铜及合金的腐蚀防护工作显得很重要。而缓蚀剂作为一种常 用的防腐蚀方法，具有经济有效、适应性强的特点。
[0003] 缓蚀组装技术，提供了按设定方式修饰金属表面的方法，为金属防腐蚀开辟了新 途径，也是自组装技术最具实用化的发展方向。=挫类物质是广泛使用的特效铜及其合金 缓蚀剂。开发高效又环境友好的铜表面=挫类缓蚀膜具有重要意义。
[0004] Sha巧less等发展的Cu(I)催化S挫环合成，是一种经典的点击化学反应，提供了 模板合成=挫化合物的新方法。在铜表面通过组装的方法来形成=挫缓蚀膜的表面处理方 法在国内外还未见报道。
【发明内容】
[0005] 针对现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种铜表面缓蚀组装膜的制备方 法，所述的运种铜表面缓蚀组装膜的制备方法要解决现有技术中的铜表面在腐蚀环境中容 易腐蚀的技术问题。
[0006] 本发明提供了 一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法，包括下列步骤：
[0007] 1)将铜片经1#~6#号金相砂纸逐级打磨抛光，然后采用无水乙醇除油，再用去离 子水洗净，备用；
[000引2)将冲洗的铜片依次浸入2-甲基-3-下烘-2-醇组装液和对甲苯横酷叠氮组装液 中，所述的两种组装溶液的组装溶剂均为乙醇，所述的2-甲基-3-下烘-2-醇组装液的浓度 为0.2~1.5mM;所述的对甲苯横酷叠氮组装液的浓度为0.2~1.5mM;将铜在2-甲基-3-下 烘-2-醇的乙醇溶液中组装0.5~化，然后在对甲苯横酷叠氮的乙醇溶液中组装0.1~化；
[0009] 3)组装结束后，采用水冲洗、然后干燥，即得铜表面缓蚀组装膜。
[0010] 进一步的，所述的对甲苯横酷叠氮的浓度为l.OmM。
[0011] 进一步的，所述的2-甲基-3-下烘-2-醇的浓度为l.OmM。
[0012] 进一步的，将铜在2-甲基-3-下烘-2-醇的乙醇溶液中组装化，然后在对甲苯横酷 叠氮的乙醇溶液中组装30min，水冲洗、干燥，即铜表面缓蚀组装膜。
[0013] 进一步的，所述铜片为纯铜、白铜、黄铜、或者青铜。
[0014] 本发明采用点击化学手段，在铜表面原位构建=挫类缓蚀组装膜，提供了一种新 型铜防腐蚀保护膜的制备方法。本发明利用铜腐蚀过程本身产生Cu(I)催化S挫环合成的 点击化学反应，在铜表面制备性能良好的=挫类缓蚀膜。依靠=挫环的高稳定性，W及与金 属表面的亲和力，获得性能优异的缓蚀组装膜体系。
[0015] 本发明的铜缓蚀组装膜制备方法，通过组装两种物质在铜表面原位的点击合成反 应，成功制备了 =氮挫类缓蚀膜，表现出了良好的防腐蚀保护性能，能够有效地抑制Cr对 铜的腐蚀。本发明的=挫类缓蚀膜具有低毒环保的特性，使用后可有效降低环境污染问题。 同时，本发明的自组装溶液具有用量少，可多次利用的特性，能够有效地降低成本。
[0016] 本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明拓宽了铜防腐蚀保护膜的 制备方法，利用点击化学反应原位制备铜表面缓蚀组装膜，制备工艺简单。在模拟海水溶液 中的测试表明，其具有良好的防腐蚀保护作用，缓蚀效率达到90.5%。本发明所述的组装液 具有可重复利用的优点，可W有效地降低生产成本，具有环境友好的特性。
【附图说明】
[0017] 图1为不同组装浓度溶液中形成表面组装膜的铜在3wt%化Cl中浸泡化后的交流 阻抗。
[0018] 图2为不同组装浓度溶液中形成表面组装膜的铜在3wt%化Cl中浸泡化后的极化 曲线。
[0019] 图3为最优浓度组装液中形成表面组装膜的铜组装不同时间后在3wt%化Cl中浸 泡化后的交流阻抗。
[0020] 图4为最优浓度组装液中形成表面组装膜的铜组装不同时间后在3wt%化Cl中浸 泡化后的交流阻抗。
[0021] 图5为红外光谱结果：（a)点击组装漫反射光谱；（b)2-甲基-3-下烘-2-醇的红外光 谱；（C)对甲苯横酷叠氮的红外光谱。
【具体实施方式】
[0022] 下面通过实施例并结合附图对本发明进一步阐述，但并不限制本发明。
[0023] 电化学分析
[0024] 交流阻抗测试和极化曲线测试都用=电极体系完成，工作电极为铜电极，辅助电 极为Pt电极和饱和甘隶电极（SCE)。工作电极用环氧树脂密封，暴露出IcmXO. 5cm的工作 面，测试前对工作电极进行前处理。
[00巧]电化学测量在Sola;rt;ron 1260和1287Elect;rochemical Interface测试系统上进 行。极化曲线的扫描速率为Imv/s，扫描范围相对于开路电位±250mv;电化学阻抗谱测试的 频率为1〇-2-1〇 5Hz，阻抗测量的信号幅值为5mv正弦波。
[00%]红外光谱测定仪器使用Spectrum Two型号傅里叶变换红外光谱仪，测定范围 400cm-i 至 AOOOcnfi.
[0027] 实施例1
[0028] 将铜电极表面依次经不同目数金相砂纸打磨后，用无水乙醇、去离子水冲洗，W去 除表面油污和油脂。
[0029] 预处理好的铜电极在2-甲基-3-下烘-2-醇浓度为0.2mM、0.5mM、1. OmM、1.5mM的乙 醇溶液中组装化，然后相对应地在对甲苯横酷叠氮浓度为0.2mM、0.5mM、1.0 mM、1.5mM的乙 醇溶液中点击组装30min。点击组装完成后，水冲洗、干燥，在铜表面得到均匀的=氮挫缓蚀 膜。
[0030] 应用实施例1
[0031 ]考察本发明的新型=氮挫类铜缓蚀组装膜的性能，具体步骤如下：
[0032] 铜表面点击组装成功的S氮挫缓蚀膜在3wt % NaCl溶液中浸泡化。
[0033] 通过电化学测试铜电极在点击组装后，浸泡在腐蚀性溶液中化后的交流阻抗和极 化曲线，结果见图1和图2，实验溫度为室溫。
[0034] 由图1和图2可W看出，在点击组装后，铜电极的阻抗圆弧半径明显增加，腐蚀电流 显著降低，并且形成一段较宽的纯化区。由此可知：点击组装成功的缓蚀膜可W有效地减缓 Cr对铜表面的腐蚀，并在两种物质均为1.OmM时得到组装膜保护效果最优。由图2得出的溶 液电阻Rs、传荷电阻Rct和缓蚀效率n见表1。
[0035] 表1不同组装浓度制备出的铜缓蚀膜在3wt%NaCl水溶液中电化学参数
[0036]
[0037]
[003引实施例2
[0039] 将铜电极表面依次经不同目数金相砂纸打磨后，用无水乙醇溶液、去离子水冲洗， W去除表面油污和油脂。
[0040] 预处理好的铜电极在2-甲基-3-下烘-2-醇浓度为1.OmM的乙醇溶液中组装化，然 后相对应地在对甲苯横酷叠氮浓度为l.OmM的乙醇溶液中点击组装15min、30min、45min、 化。点击组装完成后，水冲洗、干燥，在铜表面得到均匀的=氮挫缓蚀膜。
[0041] 应用实施例2
[0042] 考察本发明的最优组装液浓度中组装的=氮挫缓蚀膜的性能，具体步骤如下：
[0043] 铜表面在最优浓度的组装液中点击组装不同时间得到的S氮挫缓蚀膜在3wt% NaCl溶液中腐蚀化。
[0044] 通过电化学测试铜电极在点击组装后，浸泡在腐蚀性溶液中化后的交流阻抗和极 化曲线，结果见图3和图4,实验溫度为室溫。
[0045] 由图3和图4可W看出，在点击组装不同时间后，铜电极的阻抗圆弧半径均增加，组 装膜的保护效果显著增强。由此可知：点击组装成功的缓蚀膜可W有效地减缓Cr对铜表面 的腐蚀，并在两种组装溶液中，组装时间分别为化和30min时，得到的组装膜保护效果最优。 由图4得出的腐蚀电位Ewrr、腐蚀电流密度Icnrr和缓蚀效率n见表2。
[0046] 表2不同组装时间制备出的铜缓蚀膜在3wt%NaCl水溶液中电化学参数
[0047]
[004引实施例3
[0049] 将铜电极表面依次经不同目数金相砂纸打磨后，用无水乙醇溶液、去离子水冲洗， W去除表面油污和油脂。
[0050] 预处理好的铜片在2-甲基-3-下烘-2-醇浓度为1.OmM的乙醇溶液中组装化，然后 相对应地在对甲苯横酷叠氮浓度为1. OmM的乙醇溶液中点击组装30min。点击组装完成后， 水冲洗、干燥，在铜表面得到均匀的=氮挫缓蚀膜。测定点击后的铜片表面漫反射结果。 [0051 ]应用实施例3
[0052]测定纯净的对甲苯横酷叠氮和2-甲基-3-下烘-2-醇的红外光谱结果，后测定点击 完成后的铜片表面的红外漫反射结果。
[0化；3]图 5(b)和（C)中的 3304cm-i、2990cm-i、2134cm-i 分别是 〇-H、^C-H、N=N+ = N-的振动 峰，属于对甲苯横酷叠氮和2-甲基-3-下烘-2-醇的特征峰。图5(a)中运些特征峰消失，还有 一部分未反应的叠氮基振动峰。在1505-1682cm-i处出现了 C = C的振动峰，属于=挫环的一 个特征峰。由此说明，=氮挫类缓蚀膜在铜表面点击组装成功。
【主权项】
1. 一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法，其特征在于包括下列步骤： 1) 将铜片经1#~6#号金相砂纸逐级打磨抛光，然后采用无水乙醇除油，再用去离子水 洗净，备用； 2) 将冲洗的铜片依次浸入2-甲基-3-丁炔-2-醇组装液和对甲苯磺酰叠氮组装液中，所 述的两种组装溶液的组装溶剂均为乙醇，所述的2-甲基-3-丁炔-2-醇组装液的浓度为0.2~ 1.5mM;所述的对甲苯磺酰叠氮组装液的浓度为0.2~1.5mM;将铜在2-甲基-3-丁炔-2-醇的 乙醇溶液中组装0.5~2h，然后在对甲苯磺酰叠氮的乙醇溶液中组装0.1~lh; 3) 组装结束后，采用水冲洗、然后干燥，即得铜表面缓蚀组装膜。2. 如权利要求1所述的一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法，其特征在于:所述的对甲苯 磺酰叠氮的浓度为l.OmM。3. 如权利要求1所述的一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法，其特征在于：所述的2-甲 基-3-丁炔-2-醇的浓度为1. OmM。4. 如权利要求1所述的一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法，其特征在于：将铜在2-甲 基-3-丁炔-2-醇的乙醇溶液中组装lh，然后在对甲苯磺酰叠氮的乙醇溶液中组装30min，水 冲洗、干燥，即铜表面缓蚀组装膜。5. 如权利要求1所述的一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法，其特征在于:所述铜片为纯 铜、白铜、黄铜、或者青铜。
【专利摘要】本发明提供了一种铜表面缓蚀组装膜的制备方法，将铜片经1#~6#号金相砂纸逐级打磨抛光，然后采用无水乙醇除油，再用去离子水洗净备用；将冲洗的铜片依次浸入2?甲基?3?丁炔?2?醇组装液和对甲苯磺酰叠氮组装液中，所述的两种组装溶液的组装溶剂均为乙醇，所述的2?甲基?3?丁炔?2?醇组装液的浓度为0.2~1.5mM所述的对甲苯磺酰叠氮组装液的浓度为0.2~1.5mM；组装结束后，采用水冲洗、然后干燥，即得铜表面缓蚀组装膜。本发明制备工艺简单、在铜表面点击合成了三氮唑类缓蚀膜。在模拟海水溶液中的测试表明，其具有良好的防腐蚀保护作用，缓蚀效率达到90.5%。
【IPC分类】C23C22/02
【公开号】CN105714279
【申请号】CN201610128527
【发明人】张大全, 于印哲, 李瑾, 高立新
【申请人】上海电力学院