藻类提取物对盐酸介质中碳钢缓蚀性能的研究

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1、分类号：学校代码：10165密级：学号：201511000766硕士学位论文藻类提取物对盐酸介质中碳钢缓蚀性能的研究CorrosionInhibitionofCarbonSteelinHydrochloricAcidSolutionbyAlgaeExtract作者姓名：尤敏杰学科、专业：应用化学研究方向：金属腐蚀与防护导师姓名：李杰兰讲师2018年5月辽宁师范大学硕士学位论文摘要钢铁材料是现代工业、农业、国防及建筑等行业中应用最为广泛的金属材料，钢铁材料由于腐蚀造成的经济损失非常巨大。在腐蚀性介质中添加缓蚀剂是解决钢铁材料腐蚀的有效方法之一。近年来，植

2、物提取物缓蚀剂成为研究热点，但是关于藻类提取物缓蚀剂的研究并不多见，研究藻类提取物的缓蚀性能具有重要的理论意义和实际应用价值。选取大连地区常见的三种经济藻类：海带、裙带菜和石莼作为研究对象，以水为溶剂通过压榨、搅拌、抽滤、烘干获得藻类提取物缓蚀剂，采用失重法、电化学方法（开路电位、动电位极化曲线、电化学阻抗谱）及表面测试（扫描电镜、EDAX能谱、X-射线衍射、红外光谱）等方法考察了三种提取物对盐酸溶液中碳钢（Q235）的缓蚀性能。三种提取物对盐酸溶液中的碳钢均具有一定的缓蚀效果。提取物在盐酸溶液中碳钢表面的吸附规律均符合Langmuir吸附等温式，在2

3、0-60℃，2-10h,盐酸浓度1.0-3.5mol/L的测试范围内，碳钢腐蚀速率随提取物浓度增大而减小至基本不变，随时间增长而增大，随温度升高而增大，随盐酸浓度增大而增大。60℃三种提取物浓度分别为200mg/L、500mg/L、500mg/L的1mol/L盐酸溶液中碳钢在60℃反应2h，碳钢的腐蚀速率分别为4.25g/m2·h、4.31g/m2·h和7.65g/m2·h，提取物的缓蚀效率分别为98.08%、98.05%和96.54%。相同条件下，海带提取物的缓蚀效果最佳。添加三种藻类提取物后盐酸溶液中碳钢的开路电位均小幅正移，腐蚀电位变化较小，腐蚀

4、电流密度降低，阳极和阴极Tafel斜率均增大，三种提取物都为混合型缓蚀剂；提取物均使电荷传递电荷转移电阻增大，低频区阻抗模值增大，相位角峰值增大，碳钢在盐酸溶液中的腐蚀过程受到抑制，耐蚀性得以增强。表面测试结果可见，添加藻类提取物后碳钢在盐酸溶液中的腐蚀明显受到抑制，打磨划痕仍可见，未见局部腐蚀痕迹，碳钢表面由Fe、C和O元素构成。提取物红外光谱分析结果表明，藻类提取物中包括含N、O的官能团，提取物的缓蚀作用是通过N、O原子的孤对电子和Fe的空d轨道形成配位键吸附于碳钢表面，改善碳钢表面的电化学性能，抑制腐蚀的发生。关键词：Q235钢；盐酸；缓蚀剂；藻

5、类-I-藻类提取物对盐酸介质中碳钢缓蚀性能的研究CorrosionInhibitionofCarbonSteelinHydrochloricAcidSolutionbyAlgaeExtractAbstractIronandsteelasthemostwidelyusedmetalmaterialswereappliedtomanyfields,suchasmodernindustry,agriculture,nationaldefense,andconstructionandsoon.Theeconomiclossesofsteelcorrosionw

6、ereveryhuge.Corrosioninhibitorswasoneoftheeffectivemethodsonthecorrosionofsteelmaterialsincorrosivemedia.Inrecentyears,theinhibitorsfromplantextractshavebecomearesearchfoucs,butthestudyofalgaeextractswasrare.Therefore,itwasofgreattheoreticalandpracticalvaluetostudythecorrosionin

7、hibitioneffectsofalgaeextracts.Kelp,wakameandulvalactucawerecommoninDalianandwereselectedasresearchobjects.Thealgaeextractcorrosioninhibitorwasobtainedbypressing,stirring,suctionfiltration,anddryingwithwaterasthesolvent.Thecorrosioninhibitioneffectsofextractonthecarbonsteel(Q235

8、)inhydrochloricacidsolutionwereinvestigatedbywe