[發明專利]一種銅表面硫醇類復合緩蝕膜的光控組裝液及組裝方法

有效

• 申請號: 201910505747.5
• 申請日: 2019-06-12
• 公開（公告）號: CN110195230B
• 公開（公告）日: 2021-03-19
• 發明（設計）人: 張大全;張凱;高立新;王若冰
• 申請（專利權）人: 上海電力學院
• 主分類號: C23F11/10
• 分類號: C23F11/10
• 代理公司: 上海申匯專利代理有限公司 31001
• 代理人: 王婧

本發明提供了一種銅表面硫醇類復合緩蝕膜的光控組裝液及組裝方法。所述的銅表面硫醇類復合緩蝕膜的光控組裝液，其特征在于，包括二硫蘇糖醇、叔丁基乙炔和溶劑。本發明根據點擊化學的基本原理，在傳統硫醇組裝技術的基礎上，通過引入炔醇，在金屬表面首次實現了這種光控組裝方法。這種組裝方式具有無損、定向、靈敏等優點，且制備出的緩蝕膜在模擬海水中具有很好的緩蝕性能。

技術領域

本發明屬于化工領域，涉及了金屬的防腐蝕保護技術，尤其是涉及了一種銅表面硫醇類復合緩蝕膜的光控組裝方法。

背景技術

銅質熱交換管因其優異的導熱性和機械性能而被廣泛應用于海水淡化工業。但海水中的Cl^-會在銅管上造成嚴重的點蝕，從而帶來嚴重的安全隱患。因此，對銅管的防腐工作顯得十分重要。緩蝕劑使用簡單且不會影響金屬的導熱性和機械性能，在金屬防護領域占有重要地位。自組裝技術能夠通過在金屬表面建立有序的保護膜來極大地提高被保護金屬的防腐性，這項技術目前已經被廣泛應用于金屬防護工作中，具有十分廣闊的發展前景。硫醇中的巰基能夠提供孤對電子，而銅離子可以為其提供空軌道，此外，銅的3d電子易與π空軌道形成反饋鍵，Cu-S之間具有較強的作用，使得硫醇類緩蝕劑被經常用在金屬表面組裝中。

申請號為CN200910019178.X的專利研究了一種金屬表面防腐蝕膜的制備方法，該配方先將金屬片浸入含有多巴胺的三氨基甲烷鹽酸鹽溶液中90h，再將金屬片浸入含烷硫醇的溶液中48h，但此組裝方法形成的緩蝕膜與金屬基體間的結合力減弱，不利于長效的防腐。申請號為CN201110220879.7的專利在0.25V電位下對銅表面進行120s陽極氧化處理，再用十二烷基硫醇的乙醇溶液組裝4h，這種表面處理方式對銅的尺寸具有特殊要求，不適合大尺寸樣品的處理，而且組裝緩蝕膜的穩定性較差。申請號為CN201811042744.4的專利公開了一種在銅合金表面制備超疏水薄膜的方法，該方法先將磨好的銅片放入質量濃度為7％的FeCl₃的酸性溶液中刻蝕10～50min，再放入特制的組裝液中20～40min，后放入95～105℃的真空干燥箱中固化成膜，該方法對金屬材質有一定的損壞，不利于金屬表面性質的穩定。

在硫醇類緩蝕組裝體系中，往往要依賴硫醇分子在金屬表面的吸附作用。人們通過改變溫度、電流、pH值等環境條件，來得到緩蝕性能優異的組裝膜。但是改變溫度、電流、pH值調控方法，在實際操作中成本較高，往往會對金屬基底還會造成一定的損壞，導致緩蝕膜穩定性差。光調控技術具有無損、定向、靈敏等優點，但是由于傳統硫醇化合物在紫外和可見光區的吸收較弱，所以實現硫醇化合物在金屬表面的光控組裝是一個技術難題。

發明內容

本發明目的是提供一種銅表面硫醇類復合緩蝕膜的光控組裝方法及光控組裝液。

為了達到上述目的，本發明提供了一種銅表面硫醇類復合緩蝕膜的光控組裝方法，其特征在于，包括：

步驟1：將銅片進行打磨拋光處理；

步驟2：分別用乙醇和去離子水沖洗銅片表面2-3遍，用氣流將銅片表面吹干或烘干；

步驟3：將步驟2得到的銅片放入光控組裝液中，所述的光控組裝液包含二硫蘇糖醇(DTT)、叔丁基乙炔(TBA)和溶劑，用紫外光照射銅片表面，經過組裝后，在銅表面組裝出一層硫醇類復合緩蝕膜。

優選地，所述的組裝時間為1～6h，溫度為1～40℃，照射光源為365nm紫外光，紫外光功率為10W，組裝液體積與組裝銅面積之比為20～100mL/cm²。

優選地，所述的組裝時間為2h，溫度為25℃，照射光源為365nm紫外光，紫外光功率為10W，組裝液體積與組裝銅面積之比為20mL/cm²。

優選地，所述的銅片為純銅(紫銅)、白銅、黃銅或青銅。