發(fā)布時間：2020-06-11 00:00

【摘要】：鋼鐵的防腐蝕一直是化工領(lǐng)域的研究熱點,酸洗過程在工業(yè)中又是不可缺少的環(huán)節(jié)。當鋼材進行酸洗過程時,就極容易發(fā)生腐蝕。添加緩蝕劑是一種簡單有效的緩解腐蝕的方法。天然產(chǎn)物作為緩蝕劑有造價低、環(huán)境友好等優(yōu)點,成為研究熱點。研究表明果膠作為天然產(chǎn)物用作緩蝕劑可以對多種金屬有效減緩腐蝕。果膠作為一種天然高分子其分子量影響性能,需要找到一種簡單快捷、環(huán)保有效的處理果膠的方法并研究果膠分子量與其緩蝕性能的關(guān)系。本文采用亞臨界水法處理蘋果果膠以獲得不同分子量的果膠;采用靜態(tài)失重法和電化學(xué)法(動電位極化曲線法和交流阻抗法)評價所制得的不同分子量的蘋果果膠作為45~#碳鋼在1 mol/L鹽酸中的緩蝕劑的緩蝕性能;同時對低濃度果膠與碘離子的復(fù)配的緩蝕性能進行評價并研究碘離子復(fù)配機理。結(jié)果表明:(1)通過對亞臨界水法處理蘋果果膠,成功獲得了不同分子量的蘋果果膠。蘋果果膠分子量隨處理溫度的升高和處理時間的變長而顯著降低,且相對分子質(zhì)量由三峰分布變?yōu)閱畏宸植?重均分子量由246.06 kDa降至8.43 kDa;處理后的蘋果果膠,半乳糖醛酸含量隨處理溫度和時間的增加而提高,由79.12%升高至89.04%,而酯化度則相反,隨處理溫度和時間增加而減小,由66.85%降至51.93%;通過對處理所得果膠和過程中所產(chǎn)生沉淀的紅外光譜表征,證明了蘋果果膠中含有大量極性基團,且處理前后的蘋果果膠基團基本未發(fā)生大的改變,并且說明處理過程中產(chǎn)生的沉淀與果膠之間存在聯(lián)系。(2)選取四個分子量段,包括粗提蘋果果膠(Y)、處理條件為115°C 1 h的蘋果果膠(T_(115))、處理條件為121°C 1 h的蘋果果膠(T_(121))和處理條件為127°C 1 h的蘋果果膠(T_(127)),通過靜態(tài)失重法、電化學(xué)法和SEM對處理其緩蝕性能進行評價,結(jié)果表明:四種蘋果果膠緩蝕劑在所研究溫度范圍內(nèi)緩蝕效率都隨濃度升高而升高;隨分子量減小緩蝕效率在25°C下呈現(xiàn)上升趨勢,大小順序符合:粗提果膠T_(115)T_(121)T_(127),而在30和40°C下,四種蘋果果膠緩蝕劑緩蝕效率大小大致相等;在低濃度下Y的緩蝕性能隨溫度的升高而升高,而小分子量果膠在所研究溫度范圍內(nèi)先降低后升高;但在所研究溫度范圍內(nèi)四種果膠緩蝕劑在最大添加量下都達到90%以上的緩蝕效率,說明四種果膠緩蝕劑在所研究溫度范圍內(nèi)均適用;通過對極化曲線的測量,四種果膠緩蝕劑都屬于以抑制陰極為主的混合型緩蝕劑;通過對四種果膠緩蝕劑的吸附模型擬合、吸附動力學(xué)和吸附熱力學(xué)研究表明四種果膠緩蝕劑在碳鋼表面的吸附過程均為以物理吸附為主的混合型吸附,且都屬于自發(fā)吸附。(3)通過將四種分子量蘋果果膠與碘離子復(fù)配對其緩蝕效果進行評價,結(jié)果表明:加入碘離子對四種果膠緩蝕劑的緩蝕效率均有增強作用;在加入0.5 g/L I~-的情況下,T_(115)蘋果果膠在腐蝕溫度40°C、添加量為0.1 g/L時的緩蝕效率由23.6%提高至62.9%。通過對碘離子復(fù)配機理的研究,對其腐蝕機理和緩蝕機理進行闡述。
【圖文】：

圖 1.1 果膠結(jié)構(gòu)Fig 1.1 Pectin structure（1）同聚半乳糖醛酸區(qū)（HG）同聚半乳糖醛酸區(qū)（homogalacturonan，HG）是果膠中最豐富的多糖結(jié)構(gòu)，它是由α-1,4-糖苷鍵連接的半乳糖醛酸的線性均聚物，果膠中含有約 65％[5-6]。HG 區(qū)在在 O-2或 O-3 處可以被乙�；珻-6 羧基處可以發(fā)生甲基酯化，并且可能含有其他可能交聯(lián)的不確定結(jié)構(gòu)的酯，故而果膠的被酯化的部分一般發(fā)生在 HG 區(qū)。目前的研究中，盡管較短的 HG 區(qū)域已經(jīng)被檢測到散布在其他果膠多糖之間，但已有研究顯示 HG 存在于長度約為 100 GalA 殘基的區(qū)段中[7]。其他果膠多糖在結(jié)構(gòu)上比 HG 復(fù)雜得多，并且包括取代的 HGs 鼠李糖半乳糖醛酸聚糖 I，木糖聚半乳糖醛酸（XGA）和芹半乳糖醛酸（AP）以及結(jié)構(gòu)更多變的果膠多糖鼠李半乳糖醛酸聚糖 II。（2）鼠李糖聚半乳糖醛酸 I 區(qū)（RG-I）果膠中含有 20~35％的 RG-I。它含有二糖重復(fù)[-αD-GalA-1,2-αL-Rha-1-4-]的主鏈，

響非常有必要。亞臨界水法改性過程中不用添加其它化學(xué)添加高、能耗少、易控制，處理后的果膠平均分子量下降幅度大，。緩蝕劑添加量相較于傳統(tǒng)合成類緩蝕劑有用量偏大，緩蝕效率一種與果膠在緩蝕過程中有良好協(xié)同作用的物質(zhì)是一種有效的現(xiàn)，鹵離子是一類對于很多緩蝕劑有良好復(fù)配效果的陰離子，，中復(fù)配作用最大的鹵離子。使用亞臨界水法處理蘋果果膠以獲得不同分子量的蘋果果膠體內(nèi)容包括：亞臨界水法對粗提蘋果果膠進行處理，從而獲得不同分子量的不同分子量的蘋果果膠對 45#碳鋼在 1 mol/L 鹽酸中的緩蝕性能碘離子與果膠在低濃度下進行復(fù)配，研究復(fù)配后對 45#碳鋼在能及其復(fù)配機理。
【學(xué)位授予單位】：中北大學(xué)
【學(xué)位級別】：碩士
【學(xué)位授予年份】：2018
【分類號】：TG174.42

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3 胡文s

本文編號：2707065