本發明涉及緩蝕劑領域,具體地涉及一種氮硫摻雜的碳量子點制備方法及制備的氮硫摻雜的碳量子點和應用。
背景技術:
1、銅鎳合金材料因其所具有的優良性能,被廣泛用于船舶主、輔機的冷卻水管、海上采油平臺的消防管路、電廠的熱交換器、濱海核電站凝汽器,海水淡化多級閃蒸裝置的鹽水加熱器等。在運行過程中,這類合金管道表面通常會形成與腐蝕產物混合的無機沉積物。這些沉積物降低了傳熱效率和流體流動質量。此外,這些沉積物還會導致沉積下腐蝕,最終危及設備的使用壽命。以往常采用酸洗來清理這些沉積物,酸性所用酸包括鹽酸、硫酸、檸檬酸、氨基甲酸等,甚至包括絡合劑,如乙二胺四乙酸。雖然酸洗法可以去除沉積物,但在酸洗過程中,勢必會對金屬造成一定的腐蝕。
2、緩蝕劑可以有效降低腐蝕速率,在酸洗液中加入緩蝕劑可有效抑制銅鎳合金的腐蝕行為。緩蝕劑總體上可分為無機緩蝕劑和有機緩蝕劑兩大類,但現有的無機和有機緩蝕劑,大多數都有毒,對環境有害。
技術實現思路
1、本發明的目的是為了克服現有技術的緩蝕劑有毒,對環境有害的問題,提供一種氮硫摻雜的碳量子點制備方法及制備的氮硫摻雜的碳量子點和應用。本發明制備的氮硫摻雜的碳量子點原料來源廣泛可得、無毒、生物相容性好,且碳原子和雜原子含量豐富,由此制得的氮硫摻雜的碳量子點在具有良好的緩蝕效率。
2、為了實現上述目的,本發明第一方面提供一種氮硫摻雜的碳量子點的制備方法,其中,所述制備方法包括:將預處理后的花生餅渣粉末和氨基硫脲溶于溶劑中形成電解液,將陽極和陰極插入所述電解液中,并施加電壓進行反應,然后將所述電解液進行過濾,將所得濾液進行透析,獲得氮硫摻雜的碳量子點。
3、本發明第二方面提供一種本發明第一方面所述的制備方法制得的氮硫摻雜的碳量子點。
4、本發明第三方面提供一種本發明第二方面所述的氮硫摻雜的碳量子點在銅鎳合金酸洗過程中的應用。
5、本發明的原料為花生餅渣,原料來源廣泛可得,價格低廉,無毒,生物相容性好,且碳原子和雜原子含量豐富,制得的氮硫摻雜的碳量子點含有豐富的n、s官能團,是一種優良的陰極緩蝕劑,在不同溫度下,對銅鎳合金的酸洗均具有良好的緩蝕作用。其通過化學吸附和物理吸附作用吸附在銅鎳合金表面,減少酸洗液與金屬的接觸面積額,延緩腐蝕。
1.一種氮硫摻雜的碳量子點的制備方法,其特征在于,所述制備方法包括:將預處理后的花生餅渣粉末和氨基硫脲溶于溶劑中形成電解液,將陽極和陰極插入所述電解液中,并施加電壓進行反應,然后將所述電解液進行過濾,將所得濾液進行透析,獲得氮硫摻雜的碳量子點。
2.根據權利要求1所述的制備方法,其中,所述花生餅渣粉末和氨基硫脲的質量比為1-2:1。
3.根據權利要求1或2所述的制備方法,其中,所述溶劑為無水乙醇,所述花生餅渣和氨基硫脲的總量與所述無水乙醇的質量體積比為5-10:200。
4.根據權利要求3所述的制備方法,其中,所述施加電壓進行反應的步驟包括:使得所述陽極和陰極之間的間距為0.5-2cm,然后施加15-25v的直流電壓15-20h。
5.根據權利要求4所述的制備方法,其中,所述預處理的步驟包括:將花生餅渣粉碎過篩后,再在180-250℃下處理25-35min,獲得所述預處理后的花生餅渣粉末。
6.根據權利要求4或5所述的制備方法,其中,所述過濾的步驟包括:首先用濾紙進行粗過濾,再用0.2-0.25μm的過濾器進行二次過濾;
7.一種根據權利要求1-6中任意一項所述的制備方法制得的氮硫摻雜的碳量子點。
8.根據權利要求7所述的氮硫摻雜的碳量子點,其中,所述氮硫摻雜的碳量子點的直徑不超過10nm。
9.一種權利要求7或8所述的氮硫摻雜的碳量子點在銅鎳合金酸洗過程中的應用。
10.根據權利要求9所述的應用,基于酸洗液的總量,所述氮硫摻雜的碳量子點的濃度為90-110mg/l,所述酸洗的溫度為298k-318k,優選為298k。