一种用于海水淡化一级反渗透产水介质中的三元复配缓蚀
剂
技术领域
[0001] 本
发明属于化工领域，尤其涉及一致缓蚀剂，具体来说是
一种用于海水淡化一级反渗透产水介质中的三元复配缓蚀剂。
背景技术
[0002] 随着
淡水资源的普遍污染和日益紧缺，众多行业通过
海水淡化技术获取淡水。反渗透技术是海水淡化技术中近20年来发展最快的技术，适用于苦咸水、海水，大型、中型或小型各种生产规模。但是，海水淡化一级RO产水溶有CO2，从而使海水淡化一级RO产水呈弱酸性，pH值约为6.5，故其对
碳钢的
腐蚀性大于为经淡化的海水。海水淡化一级RO产水对
碳钢的强腐蚀性直接威胁着以碳钢材质为主的海水淡化一级RO工程的配水管网的安全，并且严重的腐蚀现象会大大降低供水水质。
[0003] 目前一般的防腐措施是向海水淡化一级反渗透产水中添加药剂来调节
碱度、pH值等指标来降低其腐蚀性。但是这些方法存在着现场实施困难、处理
费用非常高和环境污染等问题。
发明内容
[0004] 针对
现有技术中的上述技术问题，本发明提供了一种用于海水淡化一级反渗透产水介质中的三元复配缓蚀剂，所述的这种用于海水淡化一级反渗透产水介质中的三元复配缓蚀剂解决了现有技术中的海水淡化一级反渗透产水容易腐蚀碳钢的技术问题。
[0005] 本发明提供了一种用于海水淡化一级反渗透产水介质中的三元复配缓蚀剂，由
溶剂和溶质组成，所述的溶剂为海水淡化一级反渗透产水，其电导率为200~250μs/cm，所述的溶质由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉、聚天冬
氨酸和
硫酸锌组成，在所述的缓蚀剂中，所述的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉的浓度为80mg/L-90mg/L、所述的聚天冬氨酸的浓度为5mg/L-10mg/L，所述的硫酸锌的浓度为2mg/L-10mg/L，所述的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉、聚天冬氨酸和硫酸锌的总浓度为100mg/L。
[0006] 进一步的，在所述的缓蚀剂中，所述的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉的浓度为80mg/Lmg/L、所述的聚天冬氨酸的浓度为10mg/L，所述的硫酸锌的浓度为10mg/L。
[0007] 进一步的，在所述的缓蚀剂中，所述的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉的浓度为90mg/L、所述的聚天冬氨酸的浓度为5mg/L，所述的硫酸锌的浓度为5mg/L。
[0008] 进一步的，在所述的缓蚀剂中，所述的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉的浓度为90mg/L、所述的聚天冬氨酸的浓度为8mg/L，所述的硫酸锌的浓度为2mg/L。
[0009] 本发明采用的成分之一：2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉无味低毒，pH值为7.0~9.5，具有良好的抗静电性、
润湿性和
生物降解性，并对人的
皮肤刺激性小，是一种绿色环境友好型缓蚀剂；成分之二：聚天冬氨酸，淡黄色透明溶液，pH值9.5，可被生物降解为无毒物质；成分之三：硫酸锌，无毒。因此本复配缓蚀剂是一种绿色环保型缓蚀剂。
[0010] 本发明所使用的缓蚀剂2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉、聚天冬氨酸和硫酸锌均为环保型化合物，使用时操作简单，缓蚀效果好，处理费用低。在缓蚀剂总浓度不变的情况下，通过调整UHCI、 PASP和ZnSO4的复配比来提高对碳钢的缓蚀效果。100mg/L UHCI对碳钢的缓蚀效率达到67.9%，100mg/L PASP对碳钢的缓蚀效率达到77.80%，100mg/L ZnSO4对碳钢的缓蚀效率达到9.32%。在总浓度为100mg/L，UHCI、PASP和ZnSO4按浓度配比为（80mg/L-90mg/L）：（5mg/L-10mg/L）：（2mg/L-10mg/L），缓蚀效率优于各组分单独使用的效果。
[0011] 本发明和已有技术相比，其技术进步是显著的。本发明在保持缓蚀剂总浓度不变的情况下，通过复配提高缓蚀剂在海水淡化一级反渗透产水介质中对碳钢的缓蚀效率。
[0013] 图1显示了碳钢
电极在含有不同复配比例缓蚀剂的模拟海水淡化一级反渗透产水中浸泡1d后的极化曲线。图中Blank为空白；P为100mg/L PASP；U为100mg/L UHCI；Z为100mg/L ZnSO4；U:Z:P=80:10:10为80mg/L UHCI+10mg/L ZnSO4+10mg/L PASP；U:Z:P=90:05:05为90mg/L UHCI+05mg/L ZnSO4+05mg/L PASP；U:Z:P=90:08:02为90mg/L UHCI+08mg/L ZnSO4+02mg/L PASP。
[0014]
具体实施方式
[0015] 下面通过
实施例并结合附图对本发明进一步详细描述，但并不限制本发明。
[0016] 实施例1对2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉（UHCI）、聚天冬氨酸（PASP）和硫酸锌（ZnSO4）单独使用，以及由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉（UHCI）、聚天冬氨酸（PASP）和硫酸锌（ZnSO4）组成的复配缓蚀剂对碳钢的缓蚀效果比较，包括下列步骤：
（1）100mg/L UHCI单独使用时对碳钢的缓蚀效果
采用极化曲线研究在模拟海水淡化一级反渗透产水中100mg/L UHCI单独使用时对碳钢的缓蚀效果；
（2）100mg/L ZnSO4单独使用时对碳钢的缓蚀效果
采用极化曲线研究在模拟海水淡化一级反渗透产水中100mg/L ZnSO4单独使用时对碳钢的缓蚀效果；
（3）100mg/L PASP单独使用时对碳钢的缓蚀效果
采用极化曲线研究在模拟海水淡化一级反渗透产水中100mg/L PASP单独使用时对碳钢的缓蚀效果；
（4）UHCI、PASP与ZnSO4复
配对碳钢的缓蚀效果
采用极化曲线研究在模拟海水淡化一级反渗透产水中当总浓度为100mg/L时，UHCI、PASP与ZnSO4复配对碳钢的缓蚀效果。
[0017] 极化曲线获得方法实验在三电极体系中进行，测试介质为含与不含缓蚀剂的模拟海水淡化一级反渗透产
2 # #
水，
工作电极为20号碳钢电极，取用环
氧树脂密封，工作面积为1cm，表面经1~6金相
砂纸主机打磨
抛光，用无水
乙醇除油，经去离子水冲洗干净。辅助电极和参比电极分别为Pt电极和饱和甘汞电极（SCE）。极化曲线测量使用美国普林斯顿应用研究公司的2273型电化学工作站，极化曲线扫描速率1mv/s，扫描电位为-0.25V～0.25V （相对开路电位）。
[0018] 实施例2一种碳钢在海水淡化一级反渗透产水介质中的复配缓蚀剂，由溶剂和溶质组成，其中溶剂为模拟海水淡化一级反渗透产水，其电导率为230μs/cm，通过旋转挂片仪模拟流动条件，转速为95r/min（线速度0.4m/s），溶质由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉（UHCI）、聚天冬氨酸（PASP）和硫酸锌（ZnSO4）组成，在总浓度为100mg/L，UHCI、PASP与ZnSO4的浓度配比，即UHCI ：ZnSO4：PASP为80 mg/L:10 mg/L:10 mg/L。
[0019] 上述的一种碳钢的复配缓蚀剂的制备方法如下：将80 mg/L的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉（UHCI）、10mg/L硫酸锌（ZnSO4）和10 mg/L的聚天冬氨酸（PASP）加入到模拟海水淡化一级反渗透产水张，搅拌均匀即可。
[0020] 将电极用
环氧树脂密封，工作面积为1cm2，表面经1#~6#金相砂纸主机打磨抛光，用无水乙醇除油，经去离子水冲洗干净后分别放入含有100mg/L UHCI、100mg/L ZnSO4、100mg/L PASP和（80mg/L UHCI+10mg/L ZnSO4+10mg/L PASP）的模拟海水淡化一级反渗透产水中，极化曲线测试结果显示（80mg/L UHCI+10mg/L ZnSO4+10mg/L PASP）的缓蚀效果优于各组分单独作用。
[0021] 实施例3一种碳钢在海水淡化一级反渗透产水介质中的复配缓蚀剂，由溶剂和溶质组成，其中溶剂为模拟海水淡化一级反渗透产水，其电导率为230μs/cm，通过旋转挂片仪模拟流动条件，转速为95r/min（线速度0.4m/s），溶质由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉（UHCI）、聚天冬氨酸（PASP）和硫酸锌（ZnSO4）组成，在总浓度为100mg/L，UHCI、PASP与ZnSO4的浓度配比，即UHCI ：ZnSO4：PASP为90 mg/L:05mg/L:05 mg/L。
[0022] 上述的一种碳钢的复配缓蚀剂的制备方法如下：将90 mg/L的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉（UHCI）、05mg/L硫酸锌（ZnSO4）和05mg/L的聚天冬氨酸（PASP）加入到模拟海水淡化一级反渗透产水张，搅拌均匀即可。
[0023] 将电极用环氧树脂密封，工作面积为1cm2，表面经1#~6#金相砂纸主机打磨抛光，用无水乙醇除油，经去离子水冲洗干净后分别放入含有100mg/L UHCI、100mg/L ZnSO4、100mg/L PASP和（90mg/L UHCI+05mg/L ZnSO4+05mg/L PASP）的模拟海水淡化一级反渗透产水中，极化曲线测试结果显示（90mg/L UHCI+05mg/L ZnSO4+05mg/L PASP）的缓蚀效果优于各组分单独作用。
[0024] 实施例4一种碳钢在海水淡化一级反渗透产水介质中的复配缓蚀剂，由溶剂和溶质组成，其中溶剂为模拟海水淡化一级反渗透产水，其电导率为230μs/cm，通过旋转挂片仪模拟流动条件，转速为95r/min（线速度0.4m/s），溶质由2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉（UHCI）、聚天冬氨酸（PASP）和硫酸锌（ZnSO4）组成，在总浓度为100mg/L，UHCI、PASP与ZnSO4的浓度配比，即UHCI ：ZnSO4：PASP为90 mg/L:08mg/L:02 mg/L。
[0025] 上述的一种碳钢的复配缓蚀剂的制备方法如下：将90 mg/L的2-十一烷基-N-羧甲基-N-羟乙基咪唑啉（UHCI）、08mg/L硫酸锌（ZnSO4）和02mg/L的聚天冬氨酸（PASP）加入到模拟海水淡化一级反渗透产水张，搅拌均匀即可。
[0026] 将电极用环氧树脂密封，工作面积为1cm2，表面经1#~6#金相砂纸主机打磨抛光，用无水乙醇除油，经去离子水冲洗干净后分别放入含有100mg/L UHCI、100mg/L ZnSO4、100mg/L PASP和（90mg/L UHCI+08mg/L ZnSO4+02mg/L PASP）的模拟海水淡化一级反渗透产水中，极化曲线测试结果显示（90mg/L UHCI+08mg/L ZnSO4+02mg/L PASP）的缓蚀效果优于各组分单独作用。
[0027] 极化曲线分析图1为碳钢电极在含不同复配比缓蚀剂的模拟海水淡化一级反渗透产水中浸泡1d后的极化曲线图。有极化曲线分析得到的电化学参数列于表1中。
[0028] 表1由图1分析得出的电化学参数由表1可知，单独加入UHCI以及加入复配缓蚀剂后，碳钢电极的腐蚀电位Ecorr正移；加入缓蚀剂的碳钢电极腐蚀
电流密度Icorr都明显减小。在总浓度为100mg/L时，UHCI、PASP与ZnSO4的复配比分别为80 mg/L:10 mg/L:10 mg/L、90 mg/L:05mg/L:05 mg/L及 90 mg/L:08mg/L:02 mg/L时的缓蚀效率分别为90.4%、92.0%和88.1%，均大于各组分单独作用的缓蚀效率，说明该复配缓蚀剂具有较好的缓蚀效果。
[0029] 以上所述内容仅为本发明构思下的基本说明，而依据本发明的技术方案所做的任何等效变换，均应属于本发明的保护范围。
