[發明專利]咪唑基賴氨酸鹽離子液體鋼鐵緩蝕劑及其應用

有效

• 申請號: 201310013407.3
• 申請日: 2013-01-15
• 公開（公告）號: CN103046055A
• 公開（公告）日: 2013-04-17
• 發明（設計）人: 龔敏;鄭興文;姜春梅;陳雪丹
• 申請（專利權）人: 四川理工學院
• 主分類號: C23F11/04
• 分類號: C23F11/04;C23F11/14;C23G1/06
• 代理公司: 成都九鼎天元知識產權代理有限公司 51214
• 代理人: 吳彥峰

技術領域

本發明屬于緩蝕劑領域，具體涉及離子液體鋼鐵緩蝕劑。

背景技術

鋼鐵是現代工業最重要的材料之一，廣泛應用于海、陸、空交通運輸、橋梁、車輛、機械設備、石油化工、城市建設等諸多領域。鋼鐵一般需要用酸液清洗表面，這樣勢必會使鋼鐵材料受到腐蝕，造成浪費，甚至會影響材料的性能。鋼鐵腐蝕在影響設備壽命的同時，還造成了生產和生活的安全隱患。采用有效的措施減緩和抑制鋼鐵腐蝕反應的發生尤為重要，添加緩蝕劑就是一種易于操作的有效手段，因其具有用量少、成本低、應用范圍廣、緩蝕效率高且具有良好的效果和較高的經濟效益，已成為防腐蝕技術中使用最廣的方法之一，被廣泛地應用在石油產品的生產加工、化學清洗、大氣環境、工業用水和機器設備制造等領域。

緩蝕劑種類繁多，但目前使用的鋼鐵緩蝕劑大都具有毒副作用，在生產和使用過程中對操作人員和生態環境存在較大危害，不滿足當今綠色化學的發展要求。近年來，隨著人類環境保護意識的增強，人們對化學品的使用所帶來的環境和生態危害日益關注。以前常用的緩蝕劑因毒性大、生物降解差，使其應用受到越來越多的限制。因此，開發新型的無毒、高效、易生物降解、對環境不構成破壞作用的綠色緩蝕劑成為緩蝕劑發展的迫切需要。

離子液體是在室溫及相鄰溫度下完全由離子組成的有機液體物質，通常是由特定的有機正離子和無機負離子組成，由于離子液體獨特的性質和許多新的離子液體被合成，人們對離子液體的關注日益增加，在學術和工業上的多個領域被應用，如電化學、合成，催化，材料，分離和生物技術等領域，被稱為是21世紀綠色化學最具有發展前景的研究內容之一。

氨基酸離子液體作為一種新型綠色溶劑，由于其具有更好的環境友好性、生物相容性、生物降解等功能而受到廣泛關注。氨基酸既可以作為陰離子也可以作為陽離子構成氨基酸離子液體，其合成以天然氨基酸為原料，因而能夠更好地實現環境友好性，具有生物降解性和生物活性，且材料方便易取，生產成本低。從理論上講，通過不同的陽離子和陰離子組合，離子液體的數量可能數以百萬計。因此，氨基酸離子液體作為一種新型綠色緩蝕劑具有巨大的潛力和廣闊的空間。

發明內容

本發明要解決的技術問題是：提供一種咪唑基氨基酸鹽離子液體作為鋼鐵緩蝕劑的應用。咪唑基氨基酸鹽離子液體作為緩蝕劑綠色環保、溶解性和生物降解性好，用在強酸環境中緩蝕效果良好，解決了現有緩蝕劑毒副作用大、生物降解差、環境友好性差的不足。

本發明目的通過下述技術方案來實現：

一種鋼鐵緩蝕劑,含有咪唑基氨基酸鹽離子液體。

作為優選方式，所述咪唑基氨基酸鹽離子液體為咪唑基賴氨酸鹽離子液體。

作為優選方式，本發明所述咪唑基氨基酸鹽離子液體中咪唑基側鏈取代基（R基）可以采用不同的烴基，從而根據需要對側鏈長度進行調整。

作為優選方式，所述咪唑基氨基酸鹽離子液體為1-烯丙基-3-甲基咪唑賴氨酸鹽離子液體、1-己基-3-甲基咪唑賴氨酸鹽離子液體或1-丁基-3-甲基-咪唑賴氨酸鹽離子液體中的至少一種。

一種咪唑基氨基酸鹽離子液體作為鋼鐵緩蝕劑的應用，適用于抑制鋼鐵在酸洗過程或其它酸性環境中的腐蝕，其具體方法為：將咪唑基氨基酸鹽離子液體緩蝕劑加入到與鋼鐵接觸的溶液中。適用于對鋼鐵進行清洗，也適用于長期與液體接觸的鋼鐵的緩蝕。

作為優選方式，上述方法中，所述咪唑基氨基酸鹽離子液體在與鋼鐵接觸的溶液中的加入量為1.0×10^-3-1.0×10^-1?mol/L，所述酸液的質量百分濃度為5-10?%，所述與鋼鐵接觸的溶液為鹽酸或硫酸溶液，酸液的溫度為30-50?℃，接觸時間為12?h，

咪唑基氨基酸鹽離子液體的合成方法，具體步驟如下：

中間體——咪唑季銨鹽的合成：將干燥并蒸餾過的?0.05?mol?N-甲基咪唑溶解在甲苯中，然后向其中滴加稍過量的溴代烴（根據咪唑上的取代基的不同作相應的選擇，本發明實施例中具體涉及溴代正丁烷、溴代正己烷和烯丙基溴），磁力攪拌，加熱進行回流，反應4?h，反應產物經分層除去大部分的溶劑，并用乙酸乙酯洗滌3次，以除去殘余的溶劑和未反應的原料，真空干燥24?h，得中間體溴代咪唑季銨鹽（[Rmim]Br，R分別為丁基、己基和烯丙基）。