阅读说明：本技术 一种经济林废弃物复配金属缓蚀剂及其制备方法与应用 (Economic forest waste compound metal corrosion inhibitor and preparation method and application thereof ) 是由 李向红 邓书端 于 2019-10-15 设计创作，主要内容包括：本发明公开了一种经济林废弃物复配金属缓蚀剂及其制备方法与应用。所述的经济林废弃物复配金属缓蚀剂包括核桃青皮提取物0.1~1.0g/L,稀土化合物0.02~0.5g/L,阴离子表面活性剂0.1~0.5g/L,季铵盐苄基三甲基碘化铵0.01~0.1g/L,余量为酸洗液。所述的核桃青皮提取物是以经济林废弃物核桃青皮为原料,经前处理、提取、浓缩、萃取和后处理步骤制备得到。应用为所述的经济林废弃物复配金属缓蚀剂在钢铁材料酸洗中的应用。(The invention discloses an economic forest waste compound metal corrosion inhibitor and a preparation method and application thereof, wherein the economic forest waste compound metal corrosion inhibitor comprises 0.1 ~ 1.0.0 g/L of walnut green husk extract, 0.02 ~ 0.5.5 g/L of rare earth compound, 0.1 ~ 0.5.5 g/L of anionic surfactant, 0.01 ~ 0.1.1 g/L of quaternary ammonium benzyl trimethyl ammonium iodide and the balance of pickling solution.)

一种经济林废弃物复配金属缓蚀剂及其制备方法与应用

技术领域

本发明属于材料技术领域，具体涉及一种经济林废弃物复配金属缓蚀剂及其制备方法与应用。

背景技术

核桃青皮，又名青龙衣，为胡桃科植物胡桃楸和胡桃的未成熟果实的绿色外果皮，主产于东北、山东、河北等地，自古以来一直作为民间常用中药材，辛、苦、涩、平，有清热解毒、祛风疗廯、止痛止痢等广泛的药用价值，核桃青皮为核桃外部一层厚厚的绿色果皮，核桃果实采摘后脱掉的青皮堆放在田间地头或倾倒在河里，不仅会造成资源的浪费，还会给生态环境带来严重的污染。酸洗缓蚀剂大多数是针对单一酸种，单一金属的缓蚀，专一性很强，效果差异大，有的化学性质不稳定，需要现场配置，工作强度大，易造成操作失误，使得设备腐蚀事故发生的风险较大，并且大多数缓蚀剂存在价格昂贵、毒性大、污染环境等问题，因此，开发一种能解决废弃物核桃青皮资源浪费难题以及金属缓蚀剂是非常必要的。

发明内容

本发明的第一目的在于提供一种经济林废弃物复配金属缓蚀剂；第二目的在于提供所述的经济林废弃物复配金属缓蚀剂的制备方法；第三目的在于提供所述的经济林废弃物复配金属缓蚀剂的应用。

本发明的第一目的是这样实现的，所述的经济林废弃物复配金属缓蚀剂包括核桃青皮提取物0.1~1.0g/L，稀土化合物0.02~0.5g/L，阴离子表面活性剂0.1~0.5g/L，季铵盐苄基三甲基碘化铵0.01~0.1g/L，余量为酸洗液。

本发明的第二目的是这样实现的，是将配方配比的各原料混合搅拌均匀得到目标物经济林废弃物复配金属缓蚀剂。

本发明的第三目的是这样实现的，所述的经济林废弃物复配金属缓蚀剂在钢铁材料酸洗中的应用。

本发明克服了绝大多数缓蚀剂价格昂贵、毒性大、污染环境之不足，而以来源广、资源丰富、产量大的核桃青皮为原料制备得到核桃青皮提取物，加入协同助剂稀土化合物、表面活性剂和稳定剂季铵盐苄基三甲基碘化铵，余量酸洗液制备得到的金属缓蚀剂存在协同增效作用。本发明所述的金属缓蚀剂具有无毒、成本低、适应性强且明显抑制了酸对金属材料的腐蚀作用，使用后无污染、使用安全、方便。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的说明，但不以任何方式对本发明加以限制，基于本发明教导所作的任何变换或替换，均属于本发明的保护范围。

本发明所述的经济林废弃物复配金属缓蚀剂包括核桃青皮提取物0.1~1.0g/L，稀土化合物0.02~0.5g/L，阴离子表面活性剂0.1~0.5g/L，季铵盐苄基三甲基碘化铵0.01~0.1g/L，余量为酸洗液。

所述的稀土化合物为硫酸高铈。

所述的阴离子表面活性剂为松香酸钠。

所述的核桃青皮提取物是以经济林废弃物核桃青皮为原料，经前处理、提取、浓缩、萃取和后处理步骤制备得到，具体包括：

A、前处理：将废弃物核桃青皮干燥粉碎过筛得到核桃青皮粉a；

B、提取：将核桃青皮粉a中加入核桃青皮粉体积20~40倍的乙醇溶液在10~30℃下浸泡2~4h得到物料b；将物料b于温度50~80℃水浴回流提取2~6h经抽滤得到提取液c；

C、浓缩：将提取液c浓缩至提取液c体积的1/2~1/3得到浓缩液d；

D、萃取：将浓缩液d中加入浓缩液d体积2~5倍的石油醚，充分震荡后静置12~48h，得到石油醚层e和下层提取液f，石油醚层e进行回收，下层提取液f中再次加入下层提取液f体积2~3倍的石油醚，充分震荡后静置分层，每隔10~30min换一次石油醚，直至石油醚层无色得到提取液g；

E、后处理：将提取液g经蒸发、干燥得到目标物核桃青皮提取物。

A步骤所述的干燥包括风干和恒温干燥步骤，具体是将废弃物核桃青皮风干后放于鼓风烘箱中，于50~70℃恒温干燥48~60h。

B步骤中所述的乙醇溶液的体积浓度为20~60%。

E步骤中所述的蒸发是采取旋转蒸发。

E步骤中所述的干燥是在温度50~70℃下干燥12~24h。

本发明所述的核桃青皮提取物的制备方法具体操作如下：

A、前处理：收集核桃青皮后，风干后放于鼓风烘箱中，于60℃恒温干燥48~60 h，取出自然冷却至室温后粉碎，粒径为300~1000 μm的核桃青皮粉；

B、提取：将核桃青皮粉加浓度为20~60%乙醇溶液室温（10~30℃）浸泡2~4h，固液比1:20~40，然后在50~80℃水浴回流提取2~6 h；

C、浓缩：将回流得到的乙醇提取液真空抽滤，以除去其中含有的核桃青皮残渣粉末，然后取其在旋转蒸发仪上40~80℃把溶液旋转蒸发浓缩至1/2~1/3体积；

D、萃取：将浓缩后的乙醇提取液中加入体积2~5倍的石油醚，充分震荡后静置12~48 h，将上层的石油醚与下层的提取液分开，回收上层液，下层液体再次加入分液漏斗中并加体积2~3倍石油醚，充分震荡静置分层，每隔10~30分钟换一次石油醚，直到上层液体到无色为止；

E、后处理：将萃取后的下层液进行旋转蒸发，蒸到40~60ml，蒸发过的液体放到蒸发皿中，置于鼓风干燥箱中于50~70℃干燥12~24h，用结晶铲铲下固体，即为目标核桃青皮提取物。

本发明所述的经济林废弃物复配金属缓蚀剂的制备方法，是将配方配比的各原料混合搅拌均匀得到目标物经济林废弃物复配金属缓蚀剂。

本发明所述的经济林废弃物复配金属缓蚀剂的应用为所述的经济林废弃物复配金属缓蚀剂在钢铁材料酸洗中的应用。

下面以具体实施案例对本发明做进一步说明：

实施例1

——核桃青皮提取物的制备

A、前处理：收集核桃青皮后，风干后放于鼓风烘箱中，于60℃ ~ 70℃恒温干燥60 ~ 72h，取出自然冷却至室温后粉碎，粒径为150~2000 μm的核桃青皮粉；

B、提取：将核桃青皮粉加浓度为10~70%乙醇溶液室温（5~35℃）浸泡2~6h，固液比1:25~50，然后在60~85℃水浴回流提取3~9 h；

C、浓缩：将回流得到的乙醇提取液真空抽滤，以除去其中含有的核桃青皮残渣粉末，然后取其在旋转蒸发仪上45~75℃把溶液旋转蒸发浓缩至1/4~1/2体积；

D、萃取：将浓缩后的乙醇提取液中加入体积2~6倍的石油醚，充分震荡后静置15~60 h，将上层的石油醚与下层的提取液分开，回收上层液，下层液体再次加入分液漏斗中并加体积2~5倍石油醚，充分震荡静置分层，每隔20~40分钟换一次石油醚，直到上层液体到无色为止；

E、后处理：将萃取后的下层液进行旋转蒸发，蒸到40~60ml，蒸发过的液体放到蒸发皿中，置于鼓风干燥箱中于50~70℃干燥12~24h，用结晶铲铲下固体，即为目标核桃青皮提取物。

实施例2

——一种经济林废弃物复配金属缓蚀剂

取实施例1核桃青皮提取物0.10 g、硫酸高铈0.5 g、松香酸钠0.5g、苄基三甲基碘化铵0.01g，中加入体积为1 L的浓度0.5~5.0 mol/L的盐酸洗液，搅拌均匀即得到目标物植物复配缓蚀剂。

实施例3

——一种钢材酸洗的农林废弃物复配缓蚀剂的制备

取实施例1核桃青皮提取物1.0 g、硫酸高铈0.5g、松香酸钠唑0.5g、苄基三甲基碘化铵0.05g，加入体积为1 L的浓度0.5~5.0 mol/L的硫酸洗液，搅拌均匀即得到目标物植物复配缓蚀剂。

实施例4

——一种钢材酸洗的农林废弃物复配缓蚀剂的制备

取实施例1核桃青皮提取物1.0 g、硫酸高铈0.5g、松香酸钠唑0.5g、季铵盐苄基三甲基碘化铵0.1g，加入体积为1 L的浓度0.5~10.0 mol/L的磷酸洗液，搅拌均匀即得到目标物农林废弃物复配缓蚀剂。

试验例1

——钢铁材料的酸洗

钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例2复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~ 50℃）不同腐蚀浸泡时间（6 ~156 h）均能在96%以上。表1为1.0 mol/L HCl试验数据，方法为失重法。

表1 植物复配缓蚀剂对冷轧钢在1.0 mol/L HCl中的缓蚀率

试验例2

——钢铁材料的酸洗

钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例3复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~ 50℃）不同腐蚀浸泡时间（6 ~48 h）均能在94%以上。表2为3.0 mol/L HCl试验数据，方法为失重法。

表2 植物复配缓蚀剂对冷轧钢在3.0 mol/L HCl中的缓蚀率

试验例3

——钢铁材料的酸洗

钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例3复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~ 50℃）不同腐蚀浸泡时间（6 ~96 h）均能在95%以上。表3为1.0 mol/L H₂SO₄试验数据，方法为失重法。

表3 植物复配缓蚀剂对冷轧钢在1.0 mol/L H₂SO₄中的缓蚀率

试验例4

——钢铁材料的酸洗

钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例4复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~ 50℃）不同腐蚀浸泡时间（6 ~120 h）均能在95%以上。表4为1.0 mol/L H₃PO₄试验数据，方法为失重法。

表4 复配植物缓蚀剂对冷轧钢在1.0 mol/L H₃PO₄中的缓蚀率

试验例5

——钢铁材料的酸洗

钢铁材料选择为冷轧钢片，将实施例4复配好的缓蚀剂注入,混合均匀，缓蚀性能在不同温度（20 ~ 50℃）不同腐蚀浸泡时间（6 ~120 h）均能在90%以上。表4为9.0 mol/L H₃PO₄试验数据，方法为失重法。

表4 复配植物缓蚀剂对冷轧钢在9.0 mol/L H₃PO₄中的缓蚀率