论文部分内容阅读
本文利用松针、豆粕为原材料制得两种植物提取物,对比研究了加入提取物前后,Q235钢在1mol/LHCl中的耐蚀效果。采用浸泡法、索氏提取法两种方法制备提取物,对比选取最佳的制备方法以及制备条件,结果为:松针提取物由浸泡法制得,提取条件为45℃、3h;豆粕提取物由浸泡法制得,提取条件为45℃、5h。随后,采用FTIR、GC-MS对提取物进行了成分分析,选择失重实验、电化学实验、量子化学计算、扫描电子显微镜对提取物的缓蚀性能进行探究。实验表明,松针提取物中含有油类、甾醇类、黄酮类等物质,图谱中包含N-H,C-H,C-C,C=O等吸收峰;豆粕提取物中含有蛋白质、氨基酸、羧酸类等物质,图谱中包含N-H,O-H,C=O等吸收峰,选取了松针、豆粕提取物中含量较高的成分(精氨酸、莽草酸、丁香烯、谷氨酸、天冬氨酸、大豆黄素)作为主要缓蚀物质。失重实验表明,松针提取物浓度增加时,相应的缓蚀效率升高,在0.8g/L时出现拐点,温度升高时,缓蚀效率下降。豆粕提取物浓度增加时,相应的缓蚀效率升高,在0.6g/L时出现拐点,温度升高后,缓蚀效率先增大后减小,40℃时缓蚀效率最高。动电位极化曲线、电化学交流阻抗谱表明,加入松针和豆粕提取物后,腐蚀电流明显减小,电荷转移电阻增大,双电层电容常数减小,腐蚀速率减小,钢片得到有效的保护。扫描电子显微镜分析表明,加入两种提取物后,钢片表面平整,打磨划痕可见,腐蚀程度明显减缓。热力学分析可知,松针提取物的吸附类型为物理吸附,豆粕提取物的吸附类型为物理吸附和化学吸附共存,且两种提取物都符合Langmuir吸附等温式。缓蚀机理分别为,松针提取物的吸附为静电引力、分子间作用力等的物理吸附,豆粕提取物的吸附是分子间作用力以及N、O原子与Fe的空d轨道形成配位键的综合结果。为了进一步研究提取物的缓蚀性能,对精氨酸、莽草酸、丁香烯、谷氨酸、天冬氨酸、大豆黄素进行了量子化学研究。结果从各分子的HOMO、LUMO轨道图可知,分子中包含的N、O自身的电负性大,它们可充分发挥官能团的作用,使其与金属发生键合,随即覆盖了金属表面所有的活性部分。而基团中含有的烷基链部分,可在金属表面通过吸附的作用成膜。为了提高两种提取物在70℃下的缓蚀效率,向提取物中加入表面活性剂十六烷基三甲基溴化铵(CTAB)和烷基酚聚氧乙烯醚(OP-10)进行复配,复配结果表明,复配后缓蚀效率均有所提高,①0.8g/L PMNE+0.2g/L CTAB,缓蚀效率为95.31%;②0.8g/L PMNE+0.1g/L OP-10,缓蚀效率为 89.21%;③0.6g/L SME+0.1g/L CTAB,缓蚀效率为97.12%;④0.6g/L SME+0.2g/LOP-10,缓蚀效率为 88.11%。