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腐蚀是现代工业和生活中的重要破坏因素,而添加缓蚀剂是一种工艺简便、成本低廉、适用性强、应用广泛的防腐方法之一。随着人类环境保护意识的增强和可持续发展思想的深入,环境友好缓蚀剂成为未来缓蚀剂的发展方向。聚天冬氨酸(Polyaspartic Acid, PASP)正是一种新型绿色具有优异特性的缓蚀阻垢剂,是近十年来,国内外化学、水处理和医药等领域研究的热点课题。而其作为酸性缓蚀剂的研究极少见报道。本文采用电化学阻抗与稳态极化法,详细研究了在0.5mol/L硫酸体系中PASP对45~#碳钢的缓蚀性能,并初步探讨了其机理。主要研究工作及结论如下: 首先采用热缩聚法以L-天冬氨酸为原料合成了聚天冬氨酸,采用红外光谱对其进行了表征。 稳态极化测试结果表明,在研究体系中聚天冬氨酸对碳钢具有一定的缓蚀作用,且以抑制碳钢腐蚀的阳极反应为主。阳极极化曲线显示,在极化过程中聚天冬氨酸在碳钢表面明显存在吸、脱附过程,说明在该体系中PASP是以抑制阳极为主的吸附型缓蚀剂。 电化学阻抗测试结果表明,0.5mol/L的硫酸体系中,PASP对碳钢的缓蚀效率随PASP浓度的增大而显著增加,一定浓度后,缓蚀效率趋于稳定,与稳态极化法测试所得规律一致;缓蚀性能随着温度的升高而降低,以10℃时缓蚀效率最好。10℃时,当PASP质量浓度达到2.5g/L时,其缓蚀率已达到72.67%,最高缓蚀率可达80.33% (6.0g/L)。 在实验温度范围内,PASP的腐蚀抑制系数与浓度呈线性关系,其在硫酸溶液中对碳钢的吸附遵循Freundlich吸附等温式,常温20℃时,其等温式为:log η=2.15+0.112 logC,其相关系数在99%以上。由此计算出各个温度下的吸附自由能,△G~0数值在-21～-27 kJ/mol范围内,说明PASP在碳钢表面的吸附是自发进行的。 计算了碳钢在添加不同浓度PASP硫酸溶液中的表观活化能。未加入PASP的表观活化能为46.60 kJ/mol,加入PASP后其值最高达到54.48kJ/mol,PASP浓度越高,表观活化能值也越高,说明PASP对碳钢的缓蚀作用是通过提高活化能实现的。 实验研究证明,PASP在硫酸体系中对金属碳钢的缓蚀性能还受电极的表面状