一种缓蚀剂分子的定性、半定量检测方法技术

本发明专利技术公开了一种缓蚀剂分子的定性、半定量检测方法。本发明专利技术利用表面增强拉曼效应放大金属及其合金表面吸附的缓蚀剂分子的拉曼光谱信号，实现缓蚀剂分子的定性和半定量检测，所述方法首先将金属及其合金浸泡在一定浓度的缓蚀剂溶液中，一段时间后将试样拿出，在其表面沉积或覆盖一层等离激元纳米材料薄膜，之后利用拉曼光谱仪检测试样表面吸附的缓蚀剂分子的拉曼信号。本发明专利技术利用表面增强拉曼效应显著放大缓蚀剂分子的拉曼信号，可以实现微量、痕量缓蚀剂的高灵敏度检测，本发明专利技术有助于促进缓蚀机理的深入分析，这在腐蚀与防护研究领域具有广阔的应用前景。

A qualitative and semi quantitative detection method of inhibitor molecules

【技术实现步骤摘要】
一种缓蚀剂分子的定性、半定量检测方法
本专利技术涉及腐蚀与防护研究领域，特别涉及一种缓蚀剂分子的定性、半定量检测方法。
技术介绍
材料腐蚀问题严重影响着国防建设和国民经济，据估计，全世界因腐蚀而耗损的金属约占年产量的10％-20％。多年来，人们不断寻找各种有效的途径抑制腐蚀现象。其中，缓蚀剂防护具有材料用量少、价格低、效果显著的优势，是一种高效、简便、经济的防腐蚀手段。通过分析缓蚀剂对金属的防护作用、表面吸附膜形貌及成分、缓蚀剂与腐蚀介质的作用等，能够深入了解缓蚀机制，有助于研发新型的高效、环保型缓蚀剂。但是，目前缓蚀剂的吸附情况主要是通过失重实验的间接方法证明，对于缓蚀剂的真实吸附动力学、吸附模式、界面吸附机理等微观问题的研究较为困难。因此，亟需开发更加直观、可靠的缓蚀剂检测方法。拉曼光谱能够提供分子的各种官能团和价键信息，它是一种强有力的光谱分析技术。但是，拉曼光谱的信号很弱，强度仅为入射光强度的百万分之一，这极大地限制了拉曼光谱技术在缓蚀剂检测中的应用。表面增强拉曼效应可以利用等离激元纳米材料将分子的拉曼信号增强104-1010倍，该技术因其超高的灵敏性，被广泛应用于研究界面吸附方式、分子的排列和取向、界面反应等，非常适合缓蚀剂分子的检测。目前表面增强拉曼技术在缓蚀剂检测中的应用主要围绕贵金属纳米基底，研究内容为缓蚀剂分子在贵金属表面的吸附过程，对常用的钢铁、铝合金等材料表面吸附的缓蚀剂分子的拉曼增强检测鲜有报道。因此，有必要研究一种缓蚀剂分子的定性、定量检测方法来应对现有技术的不足，以解决或减轻上述一个或多个问题。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术提供了一种缓蚀剂的定性、半定量检测方法，该方法利用表面增强拉曼效应检测金属及其合金表面吸附的缓蚀剂分子，显著放大了缓蚀剂分子的拉曼信号，可以实现微量、痕量缓蚀剂的高灵敏度检测。一方面，本专利技术提供一种缓蚀剂的定性、半定量检测方法，所述方法利用等离激元纳米材料的表面增强拉曼效应，放大金属及其合金表面吸附的缓蚀剂分子的拉曼光谱信号，实现缓蚀剂分子的定性检测和半定量检测。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述定性检测的方法具体为：利用拉曼光谱仪检测缓蚀剂分子的拉曼信号，通过拉曼位移对缓蚀剂分子进行定性检测。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述半定量检测的方法具体为：利用拉曼光谱仪检测缓蚀剂分子的拉曼信号，根据拉曼峰强随时间变化或缓蚀剂浓度变化的变化，对缓蚀剂进行半定量检测。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述方法具体步骤如下：步骤1：将试样金属及其合金浸泡在缓蚀剂溶液中；步骤2：浸泡后将试样金属及其合金取出后干燥处理；步骤3：在干燥处理后的试样金属及其合金的表面沉积或覆盖一层等离激元纳米材料薄膜，获得等离激元纳米复合材料；步骤4：使用拉曼光谱仪，检测步骤2中等离激元纳米复合材料表面吸附的缓蚀剂分子的拉曼光谱信号；步骤5：根据拉曼光谱信号中的拉曼位移和拉曼峰强对缓蚀剂分子进行定性检测和半定量检测。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤1中缓蚀剂为有机或无机分子，所述缓蚀剂具有抑制金属及其合金腐蚀的作用。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤3中等离激元纳米材料薄膜的材料为金、银、铜、铝或氮化钛，结构为纳米颗粒或纳米棒。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤5中定性检测具体为：将测量得到的拉曼光谱与缓蚀剂分子的标准拉曼光谱进行对比，确认所测缓蚀剂的种类。如上所述的方面和任一可能的实现方式，进一步提供一种实现方式，所述步骤5中半定量检测具体为：根据拉曼峰强随时间或缓蚀剂浓度的变化，反映出缓蚀剂吸附数量、吸附速率、吸附饱和或脱附信息。与现有技术相比，本专利技术可以获得包括以下技术效果：本专利技术公开了一种缓蚀剂分子的定性、半定量检测方法。本专利技术利用表面增强拉曼效应显著放大缓蚀剂分子的拉曼信号，可以实现微量、痕量缓蚀剂的高灵敏度检测；利用拉曼光谱的峰强随时间或缓蚀剂浓度的变化，还可以实现缓蚀剂的半定量检测。该定性、半定量检测缓蚀剂的方法适用于各种金属及其合金基底，有助于深入分析缓蚀机理，在腐蚀与防护研究领域具有广阔的应用前景。当然，实施本专利技术的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有技术效果。【附图说明】为了更清楚地说明本专利技术实施例的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其它的附图。图1是本专利技术实施例1中2-巯基苯并噻唑(MBT)分子在Q235碳钢表面吸附后测得的拉曼光谱和表面增强拉曼光谱信号图；图2是本专利技术实施例2中苯骈三氮唑(BTA)分子在铝合金表面的表面增强拉曼光谱随吸附时间增长的变化曲线图；图3是本专利技术实施例3中十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)分子在黄铜表面吸附的表面增强拉曼强度与位置的关系图。【具体实施方式】为了更好的理解本专利技术的技术方案，下面结合附图对本专利技术实施例进行详细描述。应当明确，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本专利技术保护的范围。在本专利技术实施例中使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本专利技术。在本专利技术实施例和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。本专利技术提供一种缓蚀剂的定性、半定量检测方法，该方法利用表面增强拉曼效应检测金属及其合金表面吸附的缓蚀剂分子，具体地，利用等离激元纳米材料的表面增强拉曼效应，放大缓蚀剂分子的拉曼光谱信号，实现缓蚀剂分子的定性和半定量检测。所述缓蚀剂为有机或无机分子，具有抑制金属及其合金腐蚀的作用。所述等离激元纳米材料为金、银、铜、铝或氮化钛，结构为纳米颗粒或纳米棒，将其沉积或覆盖在吸附有缓蚀剂的金属及其合金表面。所述缓蚀剂分子的定性检测的方法为：利用拉曼光谱仪检测缓蚀剂分子的拉曼信号，通过拉曼位移识别缓蚀剂分子。所述缓蚀剂分子的半定量检测的方法为：利用拉曼光谱仪检测缓蚀剂分子的拉曼信号，根据拉曼峰强随时间或缓蚀剂浓度的变化，实现缓蚀剂的半定量检测。实施例11.将0.15g的2-巯基苯并噻唑(MBT)分子溶解于500mL的3.5wt％NaCl溶液中，MBT的浓度为0.3g/L。2.将1cm×1cm×0.3cm的Q235碳钢浸泡在加入MBT缓蚀剂的3.5wt％NaCl溶液中，浸泡时间为1h，随后将Q235试样取出并吹干。3.在吸附有MBT本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种缓蚀剂分子的定性、半定量检测方法，其特征在于，所述方法利用等离激元纳米材料的表面增强拉曼效应，放大金属及其合金表面吸附的缓蚀剂分子的拉曼光谱信号，实现缓蚀剂分子的定性检测和半定量检测。/n

【技术特征摘要】
1.一种缓蚀剂分子的定性、半定量检测方法，其特征在于，所述方法利用等离激元纳米材料的表面增强拉曼效应，放大金属及其合金表面吸附的缓蚀剂分子的拉曼光谱信号，实现缓蚀剂分子的定性检测和半定量检测。


2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述定性检测的方法具体为：利用拉曼光谱仪检测缓蚀剂分子的拉曼信号，通过拉曼位移对缓蚀剂分子进行定性检测。


3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述半定量检测的方法具体为：利用拉曼光谱仪检测缓蚀剂分子的拉曼信号，根据拉曼峰强随时间变化或缓蚀剂浓度变化的变化，对缓蚀剂进行半定量检测。


4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：
步骤1：将试样金属及其合金浸泡在缓蚀剂溶液中；
步骤2：浸泡后将试样金属及其合金取出后干燥处理；
步骤3：在干燥处理后的试样金属及其合金的表面沉积或覆盖一层等离激元纳米材料薄膜，获得等离激...

【专利技术属性】
技术研发人员：马菱薇，王金科，张达威，任晨浩，李晓刚，
申请(专利权)人：北京科技大学，
类型：发明
国别省市：北京;11