左旋多巴衍生物缓蚀性能研究

来源 :沈阳化工大学 | 被引量 : 0次 | 上传用户:shundok
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当前,一些天然提取产物、药物及氨基酸等因良好的水溶性、高效防腐、健康环保而被广泛用作金属的绿色缓蚀剂,成为缓蚀领域的研究热点。左旋多巴(L-DOPA)是生物体内存在的一种物质,目前主要用作用于帕金森病的治疗药物。左旋多巴衍生物具有一定的水溶性,其分子结构中含有氨基、羧基、羟基等多个极性官能团,有助于其吸附在金属表面形成保护膜,满足高效缓蚀剂的结构要求。基于聚左旋多巴(Poly-(L-DOPA))的低细胞毒性、比单体更优异的水溶性,本课题首先制备了Poly-(L-DOPA),并采用电化学、扫描电子显微镜(SEM)和激光共聚焦显微镜(CLSM)等研究了Poly-(L-DOPA)在酸性水溶液中对Q235碳钢的缓蚀效果。傅里叶红外光谱(FTIR)和紫外吸收光谱(UV-vis)证实Poly-(L-DOPA)的成功合成,水溶性实验表明其比单体更优的水溶性。电化学结果表明,在1 M HCl水溶液中,随Poly-(L-DOPA)浓度的增加和浸入时间的延长,缓蚀效率增加。当Poly-(L-DOPA)浓度为300 mg/L时,浸入时间12h时,缓蚀效率最高为97.8%。SEM和CLSM观察发现,添加Poly-(L-DOPA)后,Q235碳钢表面粗糙度从968.7 nm最低可降至318.0 nm。Poly-(L-DOPA)在金属表面均匀吸附形成了完整的保护膜,抑制了腐蚀的发生。鉴于碳点材料良好的分散性,以左旋多巴为碳源采用水热法合成氮掺杂碳点(N-CDs)。透射电镜(TEM)和UV-vis证实了碳点材料的成功合成。电化学研究表明,N-CDs具有明显的缓蚀效果,缓释效率随浓度的增加而增加,当浓度为300 mg/L时,缓蚀效率高达97.9%。N-CDs的吸附符合Langmuir吸附等温线,是物理化学混合吸附。SEM,CLSM结果表明,N-CDs的存在明显抑制了酸性溶液对Q235碳钢表面的腐蚀,碳钢表面的损伤减轻,粗糙度明显降低。通过聚合物生长接枝法实现了左旋多巴在SiO2表面聚合,合成了聚左旋多巴-二氧化硅复合材料(p-L-dopa-SiO2),对SiO2进行了化学修饰。FTIR、UV-vis和X射线衍射(XRD)结果证实了复合材料的合成,且表面改性没有改变SiO2的晶型结构。电化学结果表明,缓蚀效率随p-L-dopa-SiO2的浓度的增加而增加,当p-L-dopa-SiO2浓度为500 mg/L时,缓蚀效率可以达到85.9%。添加p-L-dopa-SiO2使极化曲线阴阳极斜率发生改变,阴极O2/H+的还原反应、阳极金属氧化反应均被抑制,是一种混合型抑制剂。SEM和CLSM观察发现,p-L-dopa-SiO2可以降低碳钢表面粗糙度,对碳钢的腐蚀表现出良好的抑制作用。
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