【摘 要】
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管线钢是全球油气产业中用量最大的钢材之一,但由于管线钢存储的介质通常具有腐蚀性,为了提高服役时间和降低工业成本,对管线钢的防护刻不容缓。添加缓蚀剂是众多防腐蚀方法中最为简便经济且防腐效果显著的手段。同时由于日益严峻的环境问题,推动了环境友好型缓蚀剂的发展。本文利用农业生产废料花生壳制备了以木质素（Lignin）为主和以木犀草素（Luteolin）为主的提取物;此外,以壳聚糖（Chitosan,CT
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管线钢是全球油气产业中用量最大的钢材之一,但由于管线钢存储的介质通常具有腐蚀性,为了提高服役时间和降低工业成本,对管线钢的防护刻不容缓。添加缓蚀剂是众多防腐蚀方法中最为简便经济且防腐效果显著的手段。同时由于日益严峻的环境问题,推动了环境友好型缓蚀剂的发展。本文利用农业生产废料花生壳制备了以木质素（Lignin）为主和以木犀草素（Luteolin）为主的提取物;此外,以壳聚糖（Chitosan,CTS）为原料,制备了壳聚糖的衍生物季铵盐壳聚糖（QAC）和N-（4-二乙氨基苄基）季铵盐壳聚糖（DAC）。利用傅里叶变换红外光谱仪（FTIR）对上述物质的化学结构进行分析。通过失重浸泡（WL）、动电位极化曲线（PDP）、电化学阻抗谱（EIS）评价其缓蚀性能,利用扫描电子显微镜（SEM）、接触角仪（CA）和X射线光电子能谱（XPS）对样品微观形貌和表面性质进行了全面分析,并结合吸附等温模型和热力学参数探究缓蚀剂在金属表面的吸附类型和缓蚀机理。本文主要研究内容及结论如下:（1）分别以乙醇和水作为提取剂,从农业废料花生壳中提取Lignin提取物和Luteolin提取物作为X80管线钢在1 M HCl的缓蚀剂,并通过WL、PDP、EIS方法评价缓蚀效率。当二者提取物浓度逐渐增加,腐蚀速率（CR）先降低后增加;对于Lignin提取物,体系温度在35℃时达到最大缓蚀效率（93.18%）;对于Luteolin提取物,缓蚀效率随着体系温度的升高而降低。PDP结果表明Lignin和Luteolin均为混合型缓蚀剂。EIS结果表示电荷转移电阻(Rct)随着Lignin和Luteolin提取物浓度的升高而增大。（2）根据吸附等温曲线和热力学参数(Δ~0((6（9）、Δ~0((6（9）、Δ~0(（6（9）、）的理论计算,探究Lignin和Luteolin提取物在1 M HCl中对X80管线钢的吸附类型与缓蚀机理的关系。研究发现,两种提取物在金属/溶液界面是物理-化学混合吸附,吸附行为遵循Temkin吸附等温曲线,在金属表面的吸附是放热过程,体系的混乱度增加。同时,它们的加入使金属表面的疏水性提高,在含有两种提取物溶液中浸泡之后,表面均比没有缓蚀剂时的腐蚀程度减弱。（3）通过WL、PDP、EIS和表面分析方法评价了水溶性壳聚糖的衍生物QAC和DAC对X80管线钢在1 M HCl中的缓蚀性能。随着衍生物浓度在1 M HCl溶液中升高,缓蚀效率增加,缓蚀性能的排序为DAC＞QAC＞CTS。PDP测试结果表明三者均是以阳极为主导的混合型缓蚀剂,EIS测试结果表明缓蚀剂分子与金属表面的传递是以电荷转移完成的。吸附过程均遵循Langmuir吸附等温曲线,是自发的混合吸附型缓蚀剂。XPS表面元素分析结果表明,仅浸泡在含有DAC缓蚀剂的样品表面发现了单质Fe,SEM的结果表明样品表面腐蚀程度由浅到深为:DAC、QAC、CTS和无缓蚀剂,CA结果表明了在添加了缓蚀剂分子的1M HCl溶液中浸泡后,样品表面的接触角增大,产生疏水性膜层以保护金属不被腐蚀。
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