芭蕉叶提取液对碳钢在0.5M盐酸中缓蚀作用的研究本科毕业论

1、精品文档楚雄师范学院本科生毕业论文 题 目： 芭蕉叶提取液对碳钢在0.5M盐酸中缓蚀 作用的研究 专 业： 化 学 学 号： 20211051204 姓 名： 刘 超 指导教师： 陈 文 职 称： 讲 师 论文字数： 6439字 完成日期： 2021 年 5 月 9 日    教 务 处 印 制欢迎下载精品文档楚雄师范学院化生学院毕业论文原创性声明本人郑重声明：呈交的毕业论文“芭蕉叶提取液对碳钢在0.5M 盐酸中缓蚀作用的研究，是本人在指导教师的指导下进行研究工作所取得的成果。除文中已经引用的内容外，本论文不含任何其他个人或集体已发表或撰写过的研究成果。对本论文的研究所作出

2、帮助的个人和集体，均已在论文中做了明确的说明并表示了谢意。本声明的法律责任由本人承当。 毕业论文作者签名： 日期： 2021年 6月 5日目 录摘要I关键词IAbstractIIKeywordsII前言11 实验局部21.1材料、试剂药品、仪器21.1.1 材料及仪器21.1.2 试剂(药品21.1.3 实验测量仪器21.2 金属腐蚀的机理以及芭蕉叶提取液的制备21.2.1 金属的腐蚀机理21.2.2 芭蕉叶提取液的制备31.3 0.5M盐酸的配制31.4 不同体积芭蕉叶提取液的0.5M盐酸的混合溶液的制备31.4.1 2mL芭蕉叶提取液的0.5M盐酸的混合溶液的制备31.4.2 5mL芭蕉叶

3、提取液的0.5M盐酸的混合溶液的制备31.4.3 10mL芭蕉叶提取液的0.5M盐酸的混合溶液的制备31.4.4 20mL芭蕉叶提取液的0.5M盐酸的混合溶液的制备41.4.5 30mL芭蕉叶提取液的0.5M盐酸的混合溶液的制备42 碳钢在0.5M盐酸中的腐蚀行为的探究42.1碳钢在0.5M盐酸中的腐蚀情况42.1.1 腐蚀碳钢电极的制作42.1.2 碳钢电极暴露面积的测量42.1.3 腐蚀电池电极的组装42.1.4 实验现象42.2 不同浓度芭蕉叶提取液对碳钢缓腐蚀的影响62.2.1 碳钢在不同浓度芭蕉叶提取液的0.5M盐酸溶液中的缓蚀行为的探究62.3 失重法探究不同浓度缓蚀液对碳钢的缓蚀

4、作用82.3.1 失重法机理82.3.2 失重法探究不同浓度缓蚀液对碳钢的缓蚀作用82.3.3 结果及数据分析93 实验结论9参考文献10致谢11欢迎下载精品文档芭蕉叶提取液对碳钢在0.5M盐酸溶液中缓蚀作用的研究 摘要：采用水浸提法提取芭蕉叶提取液，利用电化学法和失重法分别探究不同浓度缓蚀液对碳钢在0.5M盐酸中的缓蚀效果。通过实验可以发现，在0.5M盐酸溶中，芭蕉叶提取液对碳钢具有很好的缓蚀效能，且随着芭蕉叶提取液浓度的增大而增大。 关键词：芭蕉叶提取液；碳钢；盐酸 ；缓蚀剂；缓蚀效果。 The Influence of Banana Leaf Extract on the Corrosi

5、on of Carbon Steel in 0.5M Hydrochloric Acid Abstract: The paper aim at exploring the corrosion inhibition of the different concentration of plant extracts ,which is extracted from banana leaves by immersion method, for carbon steelt in 0.5M hydrochloric acid (HCl) .Its mainly experimented by electr

6、ochemical method and weight loss method respectively.The polarization measurement showed that that banana leaf extractives has a relatively good corrosion inhibition efficiency for carbon steel in 0.5M HCl.Furthermore,with the concentration of banana extractives increasing,the corrosion inhibition e

7、fficiency of it magnified obviously. Key words: Banana Leaf Extract；Carbon Steel; Hydrochloric AcidHCl Corrosion Inhibitor; Inhibition efficiency.欢迎下载精品文档芭蕉叶提取液对碳钢在0.5M盐酸溶液中缓蚀作用的研究 前言 金属材料受周围环境介质的作用而损坏，称为金属腐蚀。腐蚀时，材料的强度等力学性能，将破坏金属原有的空间构型，使金属的耐磨损性能下降，从而降低金属的使用寿命，甚至造成火灾、爆炸等灾难性事故5。 近年来，有报导称林产品木质素磺酸钙、木质素

8、磺酸镁、和滇润楠叶的提取物对钢均具有比拟理想的缓蚀效果。但是，也可看出对植物缓蚀剂的钻研明显不如对化学试剂缓蚀剂的研究，目前能查阅的文献也相对较少，且缓蚀机理也颇为繁杂。目前，大多数缓蚀性能优良的有机缓蚀剂为含N、S、0、P的杂环化合物，但其本钱偏高、水溶性差、合成路线复杂等局限性，严重阻碍了缓蚀剂的开展和运用。天然植物提取物作为金属缓蚀剂所具有的来源广、本钱低、直接排放不会污染环境等优势，是环境友好“绿色缓蚀剂，已经成为当今生物缓蚀剂研究的热点。总结国内外缓蚀剂的开展不难发现，虽然各种介质中缓蚀剂的研究成果层出不穷，但其在实际运用中却不够完善和成熟。尤其是绿色环保型缓蚀剂研究仍处于实验探索阶

9、段，在该领域仍需要在提高缓蚀作用效果、机理研究和低本钱低污染等方面做得更深入的研究11,12,13。 芭蕉叶Folium Musae)为多年生草本植物。叶子很大，长椭圆形，花白色，果实跟香蕉很相似。常绿大型多年生草木。茎高达3-4米，不分枝，丛生。叶大，长可达3米，宽约40厘米，呈长椭圆形，有粗大的主脉，两侧具有平行脉，叶外表浅绿色，叶背粉白色。芭蕉叶，中药，植物药，芭蕉科植物芭蕉的叶片，全年可采。而且在我国分布较广，容易采摘，是一种理想的绿色缓蚀材料。1 实验局部1.1 材料、试剂药品、仪器1.1.1 材料及仪器芭蕉叶采于楚雄市 烧杯、容量瓶、移液管、吸量管、洗耳球、枯燥箱、导线假设干、导线

10、夹、砂纸、电吹风、剪刀、钢锯、打孔器、500g摇摆式高速中药粉碎机、超声波清洗机。1.1.2 试剂·药品 盐酸AR，重庆川东化工集团 无水乙醇AR,天津市风船化学试剂科技环氧树脂BL·E44型，湖南省岳阳县巴陵精典粘胶剂厂1.1.1 实验测量仪器电化学工作站chi660D,上海华辰仪器电子天平CP224C,奥豪斯仪器上海恒温水浴锅HH-S2型，国华电器铂片电极天津市高仕睿联科技饱和甘汞电极天津市高仕睿联科技1.2金属的腐蚀机理以及芭蕉叶提取液的制备1.2.1 金属腐蚀的机理从腐蚀的定义及分类，我们可以把腐蚀过程分为两种：化学腐蚀和电化学腐蚀，其中最常见同时速率相对较快的是电

11、化学腐蚀。 在化学腐蚀中，腐蚀介质中的载化剂与金属外表的原子发生氧化复原反响形成腐蚀产物，反响中没有微电流产生。金属在高温、枯燥的大气中或在不导电的液体中，如汽油等中的腐蚀都属于化学腐蚀。金属材料与电解质溶液接触,通过电极反响产生的腐蚀，我们称之为电化学腐蚀反响，它也是一种氧化复原反响。在反响中，金属失去电子而被氧化，其反响过程称为阳极反响过程，反响产物是进入介质中的金属离子或覆盖在金属外表上的金属氧化物或金属难溶盐；介质中的物质通过从金属外表虏获电子而发生氧化反响呗复原，其反响历程称为阴极反响历程。在阴极反响历程中，得到电子而被复原的物质通常被称为去极化剂。 例：铁腐蚀的电池反响 阳极 ：F

12、e-2e-Fe2- 阴极： 2H+ +2e- H2酸性溶液析氢反响 O2 +4H+4e- 2H2O (酸性溶液复原反响) O2 + 2H2O +4e- 4OH- 中性或碱性溶液中复原反响1.2.2 芭蕉叶提取液的制备1. 采摘芭蕉叶约1000g，于太阳下晒干，收集即可。2. 采用摇摆式高速中药粉碎机将采摘将晾干的芭蕉叶碾成粉末通电57min即可。3. 用电子天平称取8.5562g芭蕉叶粉末，并分别将该粉末和事先量取的250mL的蒸馏水转移至500mL的大圆底烧瓶中，热水浴条件下煮1h。4. 带混合液冷却至室温时，用减压过滤装置过滤，滤液即为水浸泡芭蕉叶得到的芭蕉叶提取液。5. 将芭蕉叶提取液转

13、移至250mL烧杯中，并密封保存。1.3 0.5M盐酸的配制1. 分别用移液管和吸量管移取12M的浓盐酸41.70mL于烧杯中；2. 参加蒸馏水稀释，将待定量的溶液沿着玻棒慢慢倒入已经洗净并经检查不漏水的1000mL容量瓶中，用蒸馏水把配制溶液的烧杯洗23遍，并将洗液全部转移至容量瓶中，然后加蒸馏水至离刻度线12mL处，最后改用滴管小心滴加，最后使液体的弯月面与标线正好相切。3. 盖紧瓶塞，用倒转和摇动的方法使瓶内的液体混合均匀。静置数分钟再读数以免极少量的溶液在瓶颈处润湿所损耗的溶液影响最终的读数，当溶液的弯月面与刻度线正好相切时，溶液就配好了。1.4 不同体积芭蕉叶提取液的0.5M盐酸的混

14、合溶液的制备1.4.1 2mL芭蕉叶提取液的0.5M盐酸的混合溶液的制备用移液管移取2.00mL芭蕉叶提取液以及10.43mL浓盐酸于烧杯中；加蒸馏水稀释，然后用玻璃棒引流，将稀释后的液体转移至250mL容量瓶，用蒸馏水把配制溶液的烧杯洗23遍，并将洗液全部转移至容量瓶中，然后加蒸馏水至离刻度线12mL处，最后改用滴管小心滴加，最后使液体的弯月面与标线正好相切；盖紧瓶塞，用倒转和摇动的方法使瓶内的液体混合均匀。静置数分钟再读数，直至溶液的弯月面与刻度线正好相切。1.4.2 5mL芭蕉叶提取液的0.5M盐酸的混合溶液的制备用移液管移取5.00mL的芭蕉叶提取液以及10.43mL浓盐酸于烧杯中；加

15、蒸馏水稀释，然后用玻璃棒引流，将稀释后的液体转移至250mL容量瓶，用蒸馏水把配制溶液的烧杯洗23遍，并将洗液全部转移至容量瓶中，然后加蒸馏水至离刻度线12mL处，最后改用滴管小心滴加，最后使液体的弯月面与标线正好相切；盖紧瓶塞，用倒转和摇动的方法使瓶内的液体混合均匀。静置数分钟再读数，直至溶液的弯月面与刻度线正好相切。1.4.3 10mL芭蕉叶提取液的0.5M盐酸的混合溶液的制备用移液管移取10.00mL的芭蕉叶提取液以及10.43mL浓盐酸于烧杯中；加蒸馏水稀释，然后用玻璃棒引流，将稀释后的液体转移至250mL容量瓶，用蒸馏水把配制溶液的烧杯洗23遍，并将洗液全部转移至容量瓶中，然后加蒸馏

16、水至离刻度线12mL处，最后改用滴管小心滴加，最后使液体的弯月面与标线正好相切；盖紧瓶塞，用倒转和摇动的方法使瓶内的液体混合均匀。静置数分钟再读数，直至溶液的弯月面与刻度线正好相切。1.4.4 20mL芭蕉叶提取液的0.5M盐酸的混合溶液的制备用移液管移取20.00mL的芭蕉叶提取液以及10.43mL浓盐酸于烧杯中；加蒸馏水稀释，然后用玻璃棒引流，将稀释后的液体转移至250mL容量瓶，用蒸馏水把配制溶液的烧杯洗23遍，并将洗液全部转移至容量瓶中，然后加蒸馏水至离刻度线12mL处，最后改用滴管小心滴加，最后使液体的弯月面与标线正好相切；盖紧瓶塞，用倒转和摇动的方法使瓶内的液体混合均匀。静置数分钟

17、再读数，直至溶液的弯月面与刻度线正好相切。 30mL芭蕉叶提取液的0.5M盐酸的混合溶液的制备 用移液管移取30.00mL的芭蕉叶提取液以及10.43mL浓盐酸于烧杯中；加蒸馏水稀释，然后用玻璃棒引流，将稀释后的液体转移至250mL容量瓶，用蒸馏水把配制溶液的烧杯洗23遍，并将洗液全部转移至容量瓶中，然后加蒸馏水至离刻度线12mL处，最后改用滴管小心滴加，最后使液体的弯月面与标线正好相切；盖紧瓶塞，用倒转和摇动的方法使瓶内的液体混合均匀。静置数分钟再读数，直至溶液的弯月面与刻度线正好相切。2 碳钢在0.5M盐酸中的腐蚀行为的探究2.1碳钢在0.5M盐酸中的腐蚀情况2.1.1腐蚀碳钢电极的制作将

18、事先准备好的碳钢材料进行切割和粗加工，并依此用碳化硅砂纸320#、800#打磨至光滑平整，再用碳化硅1000#细砂纸将碳钢外表打磨成长宽高分别为1cm3左右的长方体。将铜导线焊接在已经清洁除污过的铜块上，然后把碳钢块装在PPC塑胶管内，待环氧树脂固化后用细砂纸在此将暴露面精加工打磨成光滑的正方形，碳钢四周的环氧树脂不得有小孔或裂缝，从而制作成金属碳钢电极。制作完成后先用自来水清洗，冷风吹干，然后用乙醇浸洗去除碳钢外表的油污与杂质污物，最后用蒸馏水清洗冷风吹干，放在枯燥箱中备用，碳钢制作即为完成。2.1.2碳钢电极暴露面积的测量将到达要求的碳钢电极用毫米尺测量暴露出的金属碳钢的边缘长度L1、L2

19、，计算出露出的碳钢的面积S。2.1.3 腐蚀电池电极的组装将三个电极：工作电极腐蚀碳钢电极、参比电极饱和甘汞电极和辅助电极铂电极固定在橡皮塞上构成三电极测量体系，确保碳钢电极和铂电极两个电极正面平行，将带三电极的橡皮塞塞入200mL烧杯内，形成封闭体系，构成电化学测量装置。2.1.4 实验现象 启动CHI660D电化学工作站后，扫描开路电位，30min后扫描得碳钢腐蚀电极在0.5M的盐酸溶液中较为稳定的开路电位为：E=-0.493V,然后以此电位为腐蚀电位设置相关测试参数，依次测定交流阻抗图谱和碳钢的腐蚀极化曲线，如下列图所示： 2-1 碳钢在0.5M盐酸溶液中的腐蚀电化学测试开路电位2-2

20、碳钢在0.5M盐酸溶液中的腐蚀电化学测试交流阻抗图谱2-3 碳钢在0.5M盐酸溶液中的腐蚀电化学测试极化曲线 带实验结束后，撤去导线夹，拔出橡胶塞，发现腐蚀碳钢电极暴露面颜色变得灰暗，失去了反响之前的光亮。2.2 不同浓度芭蕉叶提取液对碳钢缓腐蚀的影响2.2.1 碳钢在不同浓度芭蕉叶提取液的0.5M盐酸溶液中的缓蚀行为的探究向200mL的烧杯中参加200mL的2mL芭蕉叶提取液配制的0.5M盐酸溶液，将插有三个电极的橡皮塞塞入烧杯中，再夹上相应电极的电极夹，然后翻开已经事先就连上电脑的CHI660D电化学工作站并开始实验。往复上述操作，分别探究2mL、5mL、10mL、20mL、30mL不同浓

21、度缓蚀液对碳钢的缓蚀作用。依次测定交流阻抗图谱和碳钢的腐蚀极化曲线，如下列图所示： 2-4 碳钢在不同浓度缓蚀液中的交流阻抗图谱2-5 碳钢在不同浓度缓蚀液中的腐蚀极化曲线 从对实验结果分析可以看出：随着芭蕉叶提取液量的增加，碳钢腐蚀速率逐渐下降，说明芭蕉叶提取液量越多，缓蚀效能越好。研究结果说明，在0.5M的盐酸溶液中，芭蕉提取物对碳钢在酸性介质中均具有良好的缓蚀性能；且随着芭蕉叶提取液量的增大而显著增加。2.3 失重法探究不同浓度缓蚀液对碳钢的缓蚀作用2.3.1 失重法机理 重量法是根据腐蚀前、后金属试件重量的变化来测定金属腐蚀速率的。失重法是重量法的一种，除此之外，还有增重法，本次实验探

22、究采用的是失重法。把金属试样做成规那么的形状和一定的大小，将其放入腐蚀溶液介质中，经过一定时间后，取出试样，测量其重量及尺寸，并与失重前比拟、计算。即可得出腐蚀速率。利用失重法也可探究缓蚀液对金属的缓蚀速率。 失重法，可通过下式计算金属的腐蚀速率： V0=m0-m1/S*T 式中，V0为金属的腐蚀速率，单位g(m2h)；m0为腐蚀前试样的质量，单位g；m1为失重后试样的质量，单位g；S 为试样的外表积，单位m2；T为试件腐蚀的时间，单位h。缓蚀速率的计算：IE=(V1-V2)/V1*100式中，V1为碳钢在0.5M盐酸中的腐蚀速率，单位g(m2h)，V2为缓蚀溶液中碳钢的腐蚀速率，单位g(m2

23、h)。2.3.2 失重法探究不同浓度缓蚀液对碳钢的缓蚀作用 1. 不同浓度缓蚀溶液的配制：用12M盐酸、蒸馏水以及缓蚀液，分别配制0mL、2mL、5mL、10mL、20mL、30mL不同浓度缓蚀液的0.5M的盐酸溶液。 2. 磨试样：取一块形状均匀的长方体碳钢，磨去外表的铁锈，使其外表无划痕以及黑点，并使其呈现规那么的长方体。 3. 量尺寸：待试样均匀后，用游标卡尺测量试样的长、宽、高，以供计算其暴露外表积。 4. 称重：枯燥后的试样用分析天平称取初重W0,准确到0.01mg。 5. 浸入试验溶液：碳钢试样称重后立即穿上细线，浸入试验溶液内，并记下浸入时间。试样浸入深度应适宜，其上端距液面应大

24、于2cm。 6. 试验时间：24小时。 7. 去除腐蚀产物：待试验时间结束后，取出试样，记下时间。用自来水冲洗试样，同时用毛刷清洗试样外表的腐蚀物。 8. 称腐蚀后重：除膜后用蒸馏水冲洗，除去试样外表疏松的腐蚀产物，然后擦拭、枯燥，用分析天平称重量。恒重后的重量作为腐蚀后重W1。 9. 往复上述操作，测碳钢在不同缓蚀液中的失重情况，并记录结果。2.3.3 结果及数据分析表2-1 失重法探究不同浓度缓蚀液对碳钢的缓蚀作用 失重前质量 m0失重后质量m1试样外表积S(m2)腐蚀速率V0g/m2.h缓蚀率IE()裸碳钢34.440934.31049.39×10-45.79072mL缓蚀液3

25、4.298634.28459.25×10-40.635189.035mL缓蚀液34.277934.26519.22×10-40.578590.0110mL缓蚀液34.157134.14769.18×10-40.431292.5520mL缓蚀液34.092734.08469.12×10-40.370193.6130mL缓蚀液34.037934.03079.02×10-40.332694.252-6 不同体积缓蚀液的盐酸中碳钢的腐蚀速率曲线实验结果分析可以看出：芭蕉叶提取液对碳钢在0.5M盐酸中具有很好的缓蚀效果。且随着缓蚀液量的增加，缓蚀速率逐渐下降，缓蚀率逐渐升高，缓蚀效果也就越好。3 实验结论 本实验采用水为溶剂提取芭蕉叶中的缓蚀成分，并利用电化学法和失重法初步探索了其对于碳钢在0.5M盐酸中的缓蚀行为。从对实验结果分析可以看出：随着芭蕉叶提取液量的增加，碳钢腐蚀速率逐渐下降，说明芭蕉叶提取液量越多，缓蚀效能越好。研究结果说明，在0.5M的盐酸溶液中，芭蕉提取物对碳钢在酸性介质中均具有良好的缓蚀性能；且随着芭蕉叶提取液量的增大而增大。参考文献：