[發明專利]烯丙基磺酸鹽接枝CS-GO復合材料、制備方法和應用

有效

• 申請號: 202210174698.3
• 申請日: 2022-02-24
• 公開（公告）號: CN114350223B
• 公開（公告）日: 2022-12-27
• 發明（設計）人: 田杰;丁振中;雍達明
• 申請（專利權）人: 揚州工業職業技術學院
• 主分類號: C09D151/02
• 分類號: C09D151/02;C09D5/08;C09D7/61;C23F11/08
• 代理公司: 北京遠大卓悅知識產權代理有限公司 11369
• 代理人: 李淑亞

本案涉及一種烯丙基磺酸鹽接枝CS?GO復合材料、制備方法和應用，首先將烯丙基磺酸鹽接枝到殼聚糖上，之后與氧化石墨烯混合處理即得烯丙基磺酸鹽接枝CS?GO復合材料。本案采用的殼聚糖和氧化石墨烯結構中大量的含氧官能團均為改性提供豐富的活性位點，同時為鋼表面結合提供了良好的吸附親和力，阻礙了電荷的傳遞；有效的阻礙了腐蝕物質的擴散路徑，以及局部陽極和陰極之間的電荷轉移，從而提高復合材料的緩蝕效率；本發明的原材料殼聚糖、氧化石墨烯均具有成本低廉，來源廣泛，環境友好，無污染等特點，而且制備過程簡單、易于操作，作為鋼材緩蝕劑符合環境要求。

技術領域

本發明涉及鋼鐵緩蝕技術領域，具體涉及一種烯丙基磺酸鹽接枝CS-GO復合材料及其制備方法。

背景技術

大多數等級的鋼用于制造汽車工業中的汽車零部件，以及制造石油工業中油氣流體的運輸線路和儲存結構鋼材料在家庭和工業領域的應用是巨大的，但其使用受到嚴重的腐蝕影響。因此，開發綠色、環保、無污染的緩蝕劑已經受到金屬腐蝕和防護領域研究人員的廣泛關注。

氧化石墨烯是一種理想的新型二維材料，具有無毒、可生物降解、機械強度和比表面積大、吸附速率快以及可安全環保的大規模生產等優點。最近的研究表明，由于其獨特的不可滲透的二維結構，氧化石墨烯可用于腐蝕控制。一方面，氧化石墨烯格子中的小幾何孔確保即使是較小的原子如氦，也具有最小的滲透性；另一方面，氧化石墨烯形成的共軛碳網絡阻擋了其內部的空隙，密集的芳香環和反應原子或分子構成一個驅逐領域，為金屬表面和環境之間提供物理屏障。正是由于其具有化學穩定性，熱穩定性和優異的阻隔性的優點，使得其在金屬腐蝕防護領域表現出很大的應用前景。

殼聚糖是一種基本的多糖聚合物，也是唯一種堿性天然多糖，又稱脫乙酰甲殼素，是自然界廣泛存在的幾丁質經過脫乙酰作用得到的，也是自然界含量僅次于纖維素的可再生天然高分子資源，具有無污染、易生物降解等優點。殼聚糖因其無毒、無害、具有生物相容性、安全性、生物可降解性，被廣泛用于醫藥、食品、化工、化妝品、水處理等各行各業。然而，由于殼聚糖分子中存在大量的氫鍵，所以具有非常穩定的晶體結構，所以不溶于中性或者堿性pH，也因此，其應用范圍在很大程度上受到限制。因此將這種天然大分子與氧化石墨烯結合應用到鋼鐵緩蝕上有著現實意義。

發明內容

針對現有技術中的不足之處，本發明旨在開發殼聚糖在鋼鐵緩蝕上的應用，將其與石墨烯結合來提高復合材料的緩蝕效率。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種烯丙基磺酸鹽接枝CS-GO復合材料的制備方法，包括如下步驟：

S1：烯丙基磺酸鹽接枝CS

將殼聚糖(CS)超聲分散在醋酸水溶液中，完全溶解后加入一定量的烯丙基磺酸鈉和過硫酸鈉，于一定溫度下反應一段時間，然后采用20％的氫氧化鈉溶液調節pH至弱堿性，于45～50℃下真空干燥48～50h；依次用丙酮和水洗滌，之后再次真空干燥，即得；

S2：烯丙基磺酸鹽接枝CS-GO

將所述烯丙基磺酸鹽接枝CS超聲分散在醋酸水溶液中，并加入氧化石墨烯(GO)，在一定溫度下快速攪拌20min，調節pH至弱堿性，之后超聲處理0.5～1h，過濾，向濾液中注入氮氣，隨后緩慢加入聯氨溶液，升溫至50～55℃攪拌6～8h，即得。

優選地，所述殼聚糖、烯丙基磺酸鈉和過硫酸鈉的質量比為2～4:5～10:1～2。

優選地，所述步驟S1中的反應條件為45～50℃下反應1～2h。

優選地，所述烯丙基磺酸鹽接枝CS與氧化石墨烯的質量比為1:1～1:3。

優選地，所述步驟S2中的攪拌溫度為35～40℃。

本發明提供一種如上所述的制備方法制得的烯丙基磺酸鹽接枝CS-GO復合材料。