向日葵盘提取物作为碳钢酸洗缓蚀剂的研究

摘要

金属酸洗过程中添加缓蚀剂是有效抑制金属基材遭受酸洗液腐蚀的有效措施之一。植物提取物因来源广泛、可生物降解、无毒及低成本等特点，成为金属酸洗缓蚀剂领域的研究热点。本文以向日葵盘提取物（向日葵盘果胶及提取液）作为碳钢材料酸洗缓蚀剂，对其缓蚀性能及作用机理进行了研究。
　　对向日葵盘果胶进行分子量分级，研究不同级分向日葵盘果胶在两种酸洗溶液(1mol/L HCl或0.5 mol/L H2SO4)对碳钢的缓蚀性能。结果表明，在两种酸洗溶液中，缓蚀剂的溶解度均随着分子量的减小而增大，缓蚀性能随着分子量减小先增大后减小，其中3-10 kD级分的向日葵盘果胶缓蚀性能最佳。
　　以向日葵盘为原料，通过改变葵花盘烘干温度，利用纤维素酶制备重均分子量在3-10 kD的向日葵盘果胶缓蚀剂，并将该制备条件下获得的向日葵盘提取液用作缓蚀剂。结果表明，当葵花盘烘干温度为150℃时，向日葵盘果胶重均分子量为4.5kD。根据红外光谱分析表明，果胶分子结构中含有大量的羧基、羟基极性官能团。向日葵盘提取液中含有羧基、羟基、苯环、芳杂环、双键等官能团。
　　利用静态失重、电化学及电子显微镜等方法研究向日葵盘果胶及提取液分别在1mol/L HCl及0.5 mol/L H2SO4溶液中对碳钢的缓蚀性能，并对缓蚀剂的缓蚀机理进行研究。结果表明，两种缓蚀剂在酸洗溶液中的缓蚀效率均随着环境温度升高而减小，随着缓蚀剂浓度增大而增大;在同一酸洗溶液中，向日葵盘提取液对碳钢的缓蚀性能优于向日葵盘果胶;两种缓蚀剂在1 mol/L HCl溶液中对碳钢的缓蚀性能均优于在0.5mol/L H2SO4溶液中;极化曲线研究表明，两种缓蚀剂均为混合型缓蚀剂。向日葵盘果胶及提取液在HCl与H2SO4溶液中均以物理吸附作用为主。此外，Cl-对两种缓蚀剂均有协同缓蚀作用。

目录

声明

摘要

1．1 研究背景

1．2 植物提取物缓蚀剂

1．2．1 植物提取物缓蚀剂分类

1．2．2 植物提取物缓蚀剂性能研究方法

1．2．3 植物提取物缓蚀剂作用机制

1．3 植物提取物缓蚀剂国内外研究进展

1．4 选题意义与研究内容

2 分子量分布对向日葵盘果胶缓蚀性能的影响

2．1 实验药品与仪器

2．1．1 实验主要药品

2．1．2 实验主要仪器

2．2 不同分子量向日葵盘果胶的制备

2．3 向日葵盘果胶基本理化性质测定

2．3．1 向日葵盘果胶分子量的测定

2．3．2 向日葵盘果胶酯化度的测定

2．3．3 向日葵盘果胶在酸洗介质中的溶解度测定

2．4 不同分子量段向日葵盘果胶的缓蚀性能测定

2．5 结果与讨论

2．5．1 不同分子量段向日葵盘果胶的基本理化性质

2．5．2 不同分子量段向日葵盘果胶在酸洗介质中的溶解度及缓蚀性能测定

2．6 本章小结

3 向日葵盘果胶及提取液缓蚀剂的制备及表征

3．1 实验药品与仪器

3．1．1 实验主要药品

3．1．2 实验主要仪器

3．2 酶法向日葵盘果胶的制备及理化性质测定

3．2．1 向日葵盘果胶的制备

3．2．2 向日葵盘果胶理化性质测定

3．3 向日葵盘提取液的制备

3．4 向日葵盘果胶及提取液的FTIR表征

3．5 结果与讨论

3．5．1 向日葵盘果胶的理化性质

3．5．2 向日葵盘果胶及提取液的FTIR分析

3．6 本章小结

4 向日葵盘果胶及提取液对45#碳钢的缓蚀性能研究

4．1 实验药品与仪器

4．1．1 实验主要药品

4．1．2 实验主要仪器

4．2 实验部分

4．2．1 静态失重实验

4．2．2 电化学实验

4．2．3 碳钢试片表面形貌分析

4．3 结果与讨论

4．3．1 静态失重

4．3．2 动电位极化曲线

4．3．3 电化学阻抗谱测试

4．3．4 碳钢腐蚀形貌分析

4．4 本章小结

5 缓蚀剂缓蚀机理研究

5．1 吸附动力学及热力学研究

5．2 零电荷电位(Epzc)测量

5．3 验证实验

5．4 本章小结

6．1 结论

6．2 展望

参考文献

攻读硕士期间发表论文及专利申请

致谢