天然绿色缓蚀剂研究进展

1、115天然绿色缓蚀剂研究进展谢 伟,匡 飞(西南石油大学油气藏地质及开发工程国家重点实验室,四川 南充610500摘 要: 本文针对天然动植物提取缓蚀剂以及药物缓蚀剂的发展进行了阐述并对天然对环境友好缓蚀剂进行了展望。关键词:动物提取缓蚀剂;植物提取缓蚀剂;药物缓蚀剂项目资助:油气藏地质及开发工程国家重点实验室开放研究课题(PLN 0808;国家高技术研究发展计划(863计划(2008BAB37B03缓蚀剂作为一种有效的抑制金属腐蚀的手段已经在工业中得到了广泛地应用。早期应用较多的缓蚀剂主要有铬酸盐、汞盐、亚硝酸盐以及炔醇类,它们的存在能够对环境及人类具有直接的危害。近年来,随着国际形势的发展

2、,对环境及人体无危害的环境友好型缓蚀剂的研究和开发成为了目前缓蚀剂研究领域的一个重要的方向。 1 天然植物提取缓蚀剂植物是天然缓蚀剂的一个重要来源,由于其天然以及环境友好的特性一直是国内外科学家热衷的研究对象。I.Radoj i 1等研究了天然蜂蜜(分别来自栗树和金合欢树以及天然蜂蜜与黑萝卜汁的混合物对水溶液以及氯化钠溶液中的金属锡的缓蚀效果。结果表明,来自金合欢树的天然蜂蜜不如来自栗树的天然蜂蜜的缓蚀效果好,黑萝卜汁的加入同时提高了两种天然蜂蜜的缓蚀效率。杨尚军2研究了60条件下,菠萝皮、柑橘皮、竹叶以及毛发水解物对10%盐酸和20%硫酸介质中钢材的缓蚀效果。实验结果表明,这些水解液在单独使

3、用时均具有一定得缓蚀效果,其中以毛发水解物的缓蚀效果最好,它对20%硫酸中的钢材的缓蚀率可以达到85%以上。有缓蚀作用而且它们的缓蚀率都随浓度的上升而增大,在散沫花提取物浓度为1.2g/L 时取得92.06%的最大缓蚀率。2004年木冠南4等从植物体内提取出叶酸。叶酸无毒且对环境友好,同时具有较好的水溶性。通过实验研究发现,其对1mol/L HCl 溶液中的冷轧钢有较好的缓蚀作用。Emeka E.Oguzi 5研究了30和60下选取的几种植物提取物对2mol/L HCl 以及1mol/L H 2SO 4中碳钢的缓蚀效果。这几种植物提取物包括有树叶提取物OV 、TO 、AI 、HS 和种子提取物

4、GK 。实验结果表明,所有这些植物提取物通过吸附都可以抑制两种酸性体系中的腐蚀过程,而且缓蚀率随着在腐蚀体系中浓度的增加而增大。实验还发现卤化物的加入对缓蚀有协同作用。郭稚弧6等分别从黄柏、黄苓等纯天然植物体内成功地提取出了较为有效的缓蚀剂成分,同一时期武汉大学从水生植物水莲、芦苇等的茎叶中也提取出了有效的缓蚀剂成分。2009年 第11期 2009年11月化学工程与装备Chemical Engineering & Equipment116 谢伟:天然绿色缓蚀剂研究进展增大。林整9研究了大蒜汁以及大蒜汁与维生素B1的反应物对以下三种腐蚀介质:NaCl,10%HCl和10%H2SO4中Q2

5、35钢的缓蚀效果。结果表明,大蒜汁以及大蒜汁与维生素B1的反应物对钢在三种腐蚀介质中的阴极过程均具有明显的抑制作用。刘学虎10等运用失重法研究了海带提取物对盐酸中的碳钢的缓蚀效果发现,单独使用时缓蚀效果可达到90%以上,并且在常温到60之间缓蚀效果相差不大。海带价廉易得且对环境友好,唯一不足之处是海带提取物作为一种混合物实际起到缓蚀作用的只是其中的一部分,制取时很难保证这部分的含量。M. Kliki11等从迷迭香叶子的含水萃取物中提取出了第一中立酚细馏分并将其用作缓蚀剂对25时3%NaCl溶液中的Al-2.5合金进行缓蚀效果的研究。李焰12等从黄连中提取出的固体物质,通过失重法以及电化学方法测

6、试表明该固体黄连提取物在一定加入量下,在1mol/LHCl中对Q235碳钢具有高达98%的缓蚀效果。林修洲13等采用水蒸气-蒸馏法从樟树叶中提取出了桉叶油。实验研究发现,桉叶油单独使用时对盐酸中的A3碳钢具有70%的缓蚀效率。进一步研究发现当将此桉叶油与有机胺、OP-10以及十二烷基硫酸钠复配后的缓蚀率更是达到了92%以上。刘峥等14运用直接浸泡-回流法分别从绿茶茶叶和米糠中提取了两种缓蚀剂。通过失重法与电化学极化曲线测试的结果表明,两种缓蚀剂单独使用时对5%HCl中的碳钢均具有85%以上的缓蚀率,两种缓蚀剂均属于阴极型缓蚀剂。曲济方15等研究了精制菲汀过程中的废液、废渣经过高温水解后所得水解

7、产物对8%HCl中A3钢的缓蚀效果。实验结果表明,该水解产物是一种性能优良的阴极抑制型缓蚀剂。张光华16等研究了油菜籽饼粕水解产物对酸性体系中的碳钢的缓蚀作用,发现油菜籽饼粕在一定加入量下具有高达90%的缓蚀率。张健17等从竹叶中提取出了有效成分作为缓蚀剂进行了研究。结果表明,竹叶提取物在较低浓度下即对盐酸或硫酸中的碳钢具有90%以上的缓蚀效率,竹叶提取物的缓蚀效率随着其在介质中浓度以及介质温度的增加呈上升趋势。2 天然动物提取缓蚀剂关于动物提取物作为缓蚀剂的研究较少。郝凌等18研究了河蚌水解产物的缓蚀效果。在沸腾条件下将河蚌酸法水解10小时所得产物具有非常好的缓蚀效果,缓蚀率可以达到85%以

8、上。且随着水解产物浓度的增加和温度的升高缓蚀率均上升。张建19等研究了鱼内脏水解产物的缓蚀性能。通过失重法测试表明,其对盐酸中的45#碳钢具有良好的缓蚀效果,缓蚀率达到90%,且随着鱼内脏水解产物在介质溶液中浓度的增加缓蚀率呈现上升趋势。进一步研究发现当将鱼内脏水解产物与竹叶提取物按照一定比例复配缓蚀率可以达到95%以上。基于蛋白质水解产物对金属有着良好的缓蚀性能,旷亚飞20等研究了人的头发、明胶、鱼粉等几种天然蛋白水解物对硫酸介质中A3钢的缓蚀作用。失重法以及电化学方法测试结果表明,这几种物质在较低浓度下就体现出了很好的缓蚀性能。当添加浓度为0.3%时,这几种天然蛋白水解物的缓蚀率均可达到9

9、5%左右,且缓蚀率均随添加浓度的增加而明显增大。另外,这几种水解产物的缓蚀率均会随温度的上升及硫酸浓度的增大而有不同幅度的增加。郝凌21等研究了鸡蛋水解物对盐酸介质中A3钢的缓蚀性能。测试结果表明,当鸡蛋水解物在HCl 腐蚀体系中的浓度达到1%时达到最大缓蚀效率,达到90%以上。当浓度低于1%时缓蚀率随着浓度的增加而增加。另外鸡蛋水解物在常温至60的温度范围内均有较高的缓蚀率。舒华22等从味精生产厂的发酵工业废水中提取出了大量菌体,这些菌体中富含丰富的蛋白质,对其部分水解,将所得的水解蛋白液作为酸性缓蚀剂进行了研究。测试结果表明,该水解蛋白液对HCl 腐蚀体系中的碳钢具有高达90%的缓蚀效率,

10、而对H2SO4体系也具有80%左右的缓蚀率,而该菌体水解蛋白液对盐酸以及硫酸中的铝的缓蚀效果都很不理想。另外,复配测试结果表面菌体水解蛋白液与六次甲基四胺具有良好的缓蚀协同作用。3 药物缓蚀剂117谢伟:天然绿色缓蚀剂研究进展盐酸溶液中铝的电化学腐蚀的缓蚀效能。测试结果表明,两种药物均属于酸性介质中的缓蚀剂。在酸度不变的情况下两种药物的缓蚀率都随着它们的浓度的增加而增大。温度的升高可以在增大腐蚀体系的腐蚀速率的同时降低了缓蚀效率。庞雪辉24以环丙沙星、诺氟沙星和氧氟沙星这三种药物作为缓蚀剂对1mol/L HCl中的碳钢进行了缓蚀效果的测定。测试结果表明,三种药物的缓蚀效率均可达到90%以上,并

11、且缓蚀效率随着药物浓度的升高而增大,但是温度的上升使得缓蚀效率呈下降的趋势。4 展望从天然动植物中提取缓蚀剂不仅对环境友好,而且可以实现资源的合理优化配置,药物缓蚀剂同样环保无公害且具有高效的缓蚀性能。对于高效的环境友好型缓蚀剂的开发一直是缓蚀剂领域研究中的一个重要方向。参考文献1 I. Radoji, K. Berkovi, S. Kova,and J.V orkapi-Fura. Natural honey and black radishjuice as tin corrosion inhibitorsJ. CorrosionScience, V olume 50,Issue 5,200

12、8,5:1498,2 杨尚军.生物缓蚀剂的研制及其缓蚀机理研究J.重庆大学硕士论文,2006;(4:1in 1 M HCl solution by henna extract: acomparative study of the inhibition by henna andits constituents (lawsone, gallic acid, -D-Glucose and tannic acidJ.Corrosion4 木冠南,周俊,屈庆,李向红.叶酸对钢在盐酸中的缓蚀作用J.清洗世界,2004;20(1:85 Emeka E.Oguzie. Evaluation of the in

13、hibitiveeffect of some plant extracts on the acidcorrosion of mild steelJ. Corrosion Science,V olume 50,Issue 11,2008,11:29936 郭稚弧,唐和清.几种植物萃取液对碳钢腐蚀的抑制作用J.材料保护,1989;22(2:9.(上接第163页(2按照危险废物转移联单管理制度,经销商和维修点在废蓄电池转移处置前,必须办理危险废物转移联单手续,否则不得转移处置。(3按危险废物经营许可证制度,对于从事废蓄电池收集、贮存、处置经营活动的单位,必须领取危险废物经营许可证,禁止无经营许可证或不按照经营许可证规定从事危险废物收集、贮存、处置经营活动。(4加强对公众废电池有关知识的普及,使公众明确认识到废电池属于危险废物管理范畴,引导和鼓励消费者将废电池送到指定的回收点,方便回收管理。4 结论作为代步工具,电动自行车将成为市民主要的交通工具之一。尽快建立一套完善的电动自行车废