红茶提取液在盐酸中对碳钢的缓蚀作用.pdf

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1、第3l卷第4期应用化学Vo1．31Iss．42014年4月CHINESEJ0URNAL0FAPPLIEDCHEMISTRYApr．2014红茶提取液在盐酸中对碳钢的缓蚀作用谢彦阴军英刘元伟。杨仲年¨张凤玲。(滨州学院。化学工程系；化工技术研究中心滨州256600)摘要采用动电位极化曲线和交流阻抗(EIS)研究了红茶提取液(BLE)在盐酸介质中对碳钢的缓蚀性能和缓蚀机理。研究结果表明，采用索氏提取法从红茶茶叶中提取的缓蚀剂，对碳钢在1．0moL／L盐酸溶液中具有良好的缓蚀性能，随着提取物浓度的增加，缓蚀效率增大。红茶提取液中的有效缓蚀成分为抑制阴阳

2、极反应的混合型缓蚀剂，在碳钢表面的吸附符合Langmuir等温式，属于单分子层吸附。关键词红茶茶叶，盐酸，缓蚀剂，碳钢中图分类号：06；TG174．4文献标识码：A文章编号：1000-0518(2014)04-0469-05D0I：10．3724／SP．J．1095．2014．30330金属腐蚀是一直困扰世界各国工农业发展的主要问题，已引起国内外众多科研工作者的广泛关注J。在众多的防腐蚀方法中，添加缓蚀剂是一种相对经济、简便和有效的方式引，目前被广泛应用于建筑、船舶、石油化工和机械等行业。近年来，随着人们环保意识的不断增强，从天然植物中提取新型高

3、效、低毒或无毒的环境友好型缓蚀剂已经成为未来缓蚀剂的发展方向[6-7]。红茶是一种十分常见的植物资源，在我国各地均有分布，总量巨大、价格低廉，其中以武夷山区产的红茶最具有代表性。刘峥等研究了绿茶茶叶提取物对碳钢的缓蚀作用，表明其具有良好的缓蚀性能。因为红茶与绿茶的工艺条件不一样，红茶属于全发酵茶，化学成分变化较大J，所以，作为缓蚀的有效成分也不一样，而对红茶提取液进行缓蚀性能研究尚未见文献报道。本文采用索氏提取法提取红茶茶叶的有效成分，然后采用电化学方法m“研究了红茶提取液在1．0mol／LHC1中对碳钢的缓蚀作用，分析了红茶提取液在碳钢表面的吸

4、附行为和作用机理，为开发和制备新型环境友好型天然缓蚀剂提供理论参考依据，对拓宽红茶的应用范围具有重要的现实意义和实际应用价值。1实验部分1．1仪器和试剂红茶茶叶(产地武夷山，购自滨州市茗峰茶叶专卖店)，Q235碳钢的成分为(mass％)：C0．17、Si0．46、Mn0．0047、S0．17、P0．0047、其余为Fe，石油醚(60—9O℃，分析纯)，95％乙醇(分析纯)，浓盐酸(分析纯)，CHI660C型电化学工作站(上海辰华仪器有限公司)，PARSTAT2273型电化学测试系统(美国普林斯顿仪器)。1．2实验方法1．2．1红茶提取液的制备采用

5、索氏提取法提取红茶茶叶中的有效成分，取一定量的红茶茶叶，用小型粉碎机粉碎；向圆底烧瓶中加人95％乙醇150mL，加热，索氏提取8h，减压蒸发掉溶剂；加人适量的1．0mol／L盐酸，减压抽滤去除掉不溶物，石油醚脱脂；减压蒸干至棕黄色油状液体；加入1．0mol／L盐酸定容至150mL容量瓶中待用。红茶提取液的质量浓度=红茶茶叶质量／HC1体积(g／mL)1．2．2电化学实验电化学测试用Q235碳钢加工成直径为1cm的圆柱作为工作电极，工作面积为2013-07-02收稿，2013-08-26修回，2013一l1—14接受国家自然科学基金资助项目(212

6、76027)，山东省中青年优秀科学家奖励基金项目(2008BS04030)，滨州学院科研基金项目(BZXYG1206)通讯联系人：杨仲年，教授；Tel／Fax：0543-3196066；E—mail：yangzhongnian@126．corn；研究方向：金属材料腐蚀与防护470应用化学第31卷0．785cm，非工作面以环氧树脂涂封。测试时，用200、400、600、800和1200金相砂纸逐级打磨至光亮，乙醇、丙酮擦洗，蒸馏水清洗，吹干备用。动电位极化曲线测试和交流阻抗实验分别使用电化学工作站和电化学综合测试系统。实验采用三电极体系，辅助电极(

7、对电极)为铂电极，参比电极为饱和甘汞电极，工作电极为已准备好的Q235碳钢。将准备好的碳钢电极置于待测溶液中浸泡30min，红茶提取液的浓度以茶叶重量计(g／mL)，待开路腐蚀电位稳定后，分别进行极化曲线测试和交流阻抗实验。其中动电位极化曲线扫描速率为0．05mV／s，极化范围为一1．2—0．5V(．OCP)；交流阻抗测试的频率范围为0．01Hz～100kHz，电位为开路电位，交流幅值为5mV。2结果与讨论2．1动电位极化曲线图1为25℃下碳钢在不同浓度红茶提取物中的动电位极化曲线，通过外推法拟合得到的电化学参数见表1，其中缓蚀效率’7的计算公式

8、为：，0一，叼=二竺_二×100％(1)』：。rr式中，叼为缓蚀效率，，co分别为加入缓蚀剂前、后的腐蚀电流密度。由图1和表1可见，与碳