【摘 要】
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目前,碳钢腐蚀已成为重要的工业和学术课题,研究金属腐蚀保护可以防止资源和财产的浪费,对延长设备的使用寿命和减少环境中有毒金属的含量至关重要。向腐蚀环境中添加高效绿色缓蚀剂是当前较为方便且成本较低的保护措施,因此针对绿色环保高效型缓蚀剂的开发越来越受到研究者的重视,尤其是含有N、S、O等原子的植物提取物型缓蚀剂,受到广大研究者的青睐。本文研究了利用醋酸锌（AC）与菊苣叶提取物（CIL.L）合成的新缓
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目前,碳钢腐蚀已成为重要的工业和学术课题,研究金属腐蚀保护可以防止资源和财产的浪费,对延长设备的使用寿命和减少环境中有毒金属的含量至关重要。向腐蚀环境中添加高效绿色缓蚀剂是当前较为方便且成本较低的保护措施,因此针对绿色环保高效型缓蚀剂的开发越来越受到研究者的重视,尤其是含有N、S、O等原子的植物提取物型缓蚀剂,受到广大研究者的青睐。本文研究了利用醋酸锌（AC）与菊苣叶提取物（CIL.L）合成的新缓蚀剂抑制A3碳钢腐蚀的性能。通过傅里叶红外光谱仪（Fourier Transform Infrared Spectrometer,FT-IR）和 X 射线光电子能谱仪（X-ray photoelectron spectroscopy,XPS）对合成缓蚀剂（AC-CIL.L）进行结构表征,红外图谱表明与无机Zn2+相比,菊苣叶的有机成分占AC-CIL.L分子结构的主要部分,在AC-CIL.L图谱中出现了一个新的Zn-O峰,证明缓蚀剂合成成功;光电子能谱图表明AC-CIL.L有三个主要的峰即C1s、Ols和Zn2p,它们与分子结构中的O-H、O-Zn、O-C和C=O官能团有关。利用旋转挂片实验对比研究不同浓度AC、CIL.L、AC-CIL.L在不同温度下对A3碳钢在循环冷却水中的腐蚀抑制效果,为后面的电化学机理分析提供可行性验证。结果表明三种缓蚀剂的最佳浓度依次为0.5g/L、0.65g/L、0.65g/L,缓蚀效率依次为90.49%、79.58%、96.81%。由此可知,AC-CIL.L的效果最好。对于三种缓蚀剂而言,当温度从25℃依次升高到35℃、45℃时,相同浓度的缓蚀剂的效率均有所降低,受温度影响较大。利用极化曲线、电化学阻抗谱等电化学实验进一步分析AC-CIL.L对于A3碳钢的作用机理。极化曲线结果表明自腐蚀电位Ecorr向阳极偏移的范围小于85mV,说明AC-CIL.L主要是通过抑制阳极反应来控制A3腐蚀。腐蚀电流密度Icorr随着浓度增加呈现降低的趋势,随温度升高呈现增加的趋势,说明AC-CIL.L分子的吸附属于物理吸附,当温度升高时AC-CIL.L会在金属表面发生解吸,破坏覆盖膜。吸附模型符合Langmuir等温式,覆盖在金属表面的分子之间无相互作用。ΔG0ads值大于-20kJ/mol,ΔH0ads值为-40.28kJ/mol,ΔS0ads值为负值,说明AC-CIL.L的吸附是一个自主、放热的过程。奈奎斯特图显示AC-CIL.L没有改变金属腐蚀反应的机理,不同浓度AC-CIL.L的Nyquist图形状基本保持不变,且弧的直径随着AC-CIL.L浓度增加而增大;AC-CIL.L在A3碳钢表面的吸附抑制了金属Fe的溶解,增大了电子转移的难度,因而Rct值随浓度增加而增大;Rf值随AC-CIL.L浓度增加而增大,是因为Zn2+在阴极生成的Zn（OH）2保护膜越来越厚,阻碍了碳钢与冷却水中的腐蚀性离子如Cl、SO42-的接触。通过实验得到了 AC-CIL.L对A3碳钢在循环冷却水中的最佳浓度及缓蚀效果,分析了缓蚀作用机理,结果表明AC-CIL.L的缓蚀性能优良,是一种绿色无污染的缓蚀剂。若将其应用到实际环境中,可以使冷却水的循环次数增加,提高浓缩倍率,对于解决实际电厂中的循环冷却系统的腐蚀问题有一定的应用实践价值。
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