(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202211226363.8 (22)申请日 2022.10.09 (71)申请人 中国石油大 学 （北京） 地址 102200 北京市昌平区府学路18 (72)发明人 周广刚　史艳艳　牛翻红　朱建伟　 孙晓亮　李刚　齐浩洋　文歆艾　 卢贵武　 (74)专利代理 机构 北京集佳知识产权代理有限 公司 11227 专利代理师 刘颖 (51)Int.Cl. C01B 32/15(2017.01) C09K 11/65(2006.01) C23G 1/04(2006.01) C23G 1/08(2006.01)B82Y 20/00(2011.01) B82Y 30/00(2011.01) B82Y 40/00(2011.01) (54)发明名称 一种氮掺杂碳量子点缓蚀剂、 其制备方法及 其在碳钢金属酸洗液中的应用 (57)摘要 本发明涉及缓蚀剂技术领域， 本发 明提供了 一种氮掺杂碳量子点缓蚀剂及其制备方法和应 用， 该制备方法包括： 以柠檬酸铵为碳源， 以硫脲 为掺杂氮源， 所述柠檬酸铵与硫脲的质量比为 3.5～4.5:1， 以乙醇为溶剂， 利用水热法进行合 成， 所述合成的温度为180～200℃， 加热时间为 15～18h， 经过离心、 透析处理纯化后， 得到氮掺 杂碳量子点缓蚀剂。 本发明所述的氮 掺杂碳量子 点缓蚀剂安全无毒， 水溶性好。 本发明有制备工 艺简单、 重复性好、 成本低、 产率高等优点， 该氮 掺杂碳量子点缓蚀剂应用于酸洗液中， 对碳钢的 缓蚀效果良好。 权利要求书1页 说明书5页 附图3页 CN 115432693 A 2022.12.06 CN 115432693 A 1.一种氮掺杂碳 量子点缓蚀剂的制备 方法， 其特 征在于， 包括以下步骤： 以柠檬酸铵为碳源， 以硫脲为掺杂氮源， 所述柠檬酸铵与硫脲的质量比为3.5～4.5:1， 以乙醇为溶剂， 利用水热法进行合 成， 所述合 成的温度为18 0～200℃， 加热时间为15～18h， 经过离心、 透析处 理纯化后， 得到氮掺杂碳 量子点缓蚀剂。 2.根据权利要求1所述的制备 方法， 其特 征在于， 所述制备 方法具体为： 按质量比称取柠檬酸铵和硫脲， 使用超声溶解于乙醇中， 得到混合物； 将所述混合物转移至高压反应釜中， 在温度 为180～200℃条件下加热合成15～18h， 自 然冷却后得到粗产物； 将所述粗产物先离心， 再使用孔径为10KDa的透析膜进行纯化， 得到氮掺杂碳量子点缓 蚀剂。 3.根据权利要求2所述的制备方法， 其特征在于， 所述纯化后还包括： 将纯化得到的物 质于60～70℃真空干燥， 得到氮掺杂碳 量子点缓蚀剂粉末。 4.如权利要求1 ‑3任一项所述的制备方法得到的氮掺杂碳量子点缓蚀剂， 粒径为4～ 6nm。 5.如权利要求 4所述的氮掺杂碳 量子点缓蚀剂在制备碳钢金属酸洗液中的应用。 6.根据权利要求5所述的应用， 其特征在于， 在1MHCl酸洗液中所述氮掺杂碳量子点缓 蚀剂浓度为180～ 200mg/L， 对X80碳钢作用， 腐蚀电位变化区域小于85mV。权　利　要　求　书 1/1 页 2 CN 115432693 A 2一种氮掺 杂碳量子点缓蚀剂、 其制备方 法及其在碳钢金属酸 洗液中的应用 技术领域 [0001]本发明涉及缓蚀剂技术领域， 尤其涉及一种高效型碳量子点缓蚀剂及制备方法和 应用， 具体是一种高效型、 低成本的氮 掺杂碳量子点 缓蚀剂(NCDs)、 其制备方法及其在碳钢 金属酸洗液中的应用。 背景技术 [0002]X80碳钢因其具有高应力强度和低成本效益的优点， 广泛地应用在石油生产和运 输的管道材料中。 然而， 这些设备经过长时间的运行后， 容易在内表面形成积垢和腐蚀， 影 响经济效益。 除去积垢和腐蚀最常用的方法是使用酸洗液清洗， 其中最常用的酸洗液成分 是HCl。 酸洗液中的盐酸可以有效的消除氧化锈蚀， 但 也会对设备的基体造成一定程度的腐 蚀， 因此， 为了防止金属基 体溶解和盐酸消耗， 在酸洗液中加入缓蚀剂的应用是必要的。 [0003]常用的酸洗液缓蚀剂是含有一些电负性原子(如氮、 硫、 磷、 氧等)的有机化合物， 这些有机化合物具有作为亲核体的自由电子对， 可以在n ‑电子和金属表面之间形成连接 键。 目前， 许多 有机化合物如咪唑啉衍 生物、 席夫碱和季铵盐的缓蚀作用已有研究报道。 [0004]尽管这些有机化合物的缓蚀性能很好， 但也存在一些问题， 如毒性高、 合成路线复 杂、 成本高、 难以生物降解。 随着环境污染日益严重， 开 发制备水溶性、 安全无毒的酸洗液缓 蚀剂迫在眉睫。 发明内容 [0005]针对上述现有技术存在的不足， 本发明提供一种氮掺杂碳量子点缓蚀剂、 其制 备 方法及其在碳钢金属 酸洗液中的应用， 本发明所述的缓蚀剂具有低毒性和好的水溶性， 并 且成本较低， 应用时缓蚀效果良好。 [0006]本发明提供一种氮掺杂碳 量子点缓蚀剂的制备 方法， 包括以下步骤： [0007]以柠檬酸铵为碳源， 以硫脲为掺杂氮源， 所述柠檬酸铵与硫脲的质量比为3.5～ 4.5:1， 以乙醇为溶剂， 利用水热法进行合成， 所述合 成的温度为180～200℃， 加热时间为15 ～18h， 经 过离心、 透析处 理纯化后， 得到氮掺杂碳 量子点缓蚀剂。 [0008]在本发明的实施例中， 所述氮掺杂碳 量子点缓蚀剂的制备 方法具体为： [0009]按质量比称取柠檬酸铵和硫脲， 使用超声溶解于乙醇中， 得到混合物； [0010]将所述混合物转移至高压反应釜中， 在温度为180～200℃条件下加热合成15～ 18h， 自然冷却后得到粗产物； [0011]将所述粗产物先离心， 再使用孔径为10KDa的透析膜进行纯化， 得到氮掺杂碳量子 点缓蚀剂。 [0012]在本发明的实施例中， 所述纯化后还包括： 将纯化得到的物质于60～70℃真空干 燥， 得到氮掺杂碳 量子点缓蚀剂粉末。 [0013]本发明提供如前文所述的制备方法得到的氮掺杂碳量子点缓蚀剂， 粒径为4～说　明　书 1/5 页 3 CN 115432693 A 3