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l y1 帆8 帆0 玳呲7 52 3 帆 声明 本人声明所呈交的论文是我个人在导师指导下进行的研究工作及取得的研究成 果。尽我所知,除了文中特别加以标注和致谢的地方外,论文中不包含他人已经发表 或撰写过的研究成果,也不包含为获得西南林学院或其它教育机构的学位或证书而使 用过的材料,与我- - r 司 t 作的同志对本研究所做的任何贡献均已在论文中作了明确的 说明并表示了谢意。 签名: 眺蜱 关于论文使用授权的说明 本人同意:西南林学院有权保留论文的复印件,可以采用影印、缩印或其他复制 手段保存论文;提交论文一年后,允许论文被查阅和借阅,学校可以公布论文的全部 或部分内容。 ( 保密的论文在解密后应遵守此规定) 签名:j 净尘垒牡导师签名:兰监日期:啦夕 摘要:腐蚀是现代工业和生活中的重要破坏因素,添加缓蚀剂是一种工艺简便、成 本低廉、适用性强、应用广泛的防腐方法之一。随着社会对生态环境的关注越来越 多,研究开发从植物中提取出来的,对环境不构成破坏作用的环境友好型缓蚀剂是 缓蚀剂未来主要的研究方向。竹叶是一种再生速度快、一年四季均可采收、分布广 泛、天然蓄积量大、可持续利用的天然资源。然而竹叶作为在竹材加工过程中的剩 余物,目前还没有充分利用,故利用竹叶提取缓蚀剂可以起到资源的充分利用,并 可以增加所在地区的经济收入。本文就竹叶缓蚀剂对冷轧钢的缓蚀作用做了研究, 以期为将来进一步的开发利用奠定理论基础。 本文选取4 种云南常见竹:麻竹( d e n d r o c a l a m u sl a t i f l o r u sm u n r o ) 、撑绿杂 交竹( b a m b u s ap e r v a r i a b i l i s x d e n d r o c a l a m o p s i so l d h a m i ) 、巨龙竹( d e n d r o c a l a m u $ s i n i c u sc h i ae tj l s u n ) 与钓鱼慈竹( b a m b u s ae m e i e n s i sc h i ae th l f u n g ) 进行研究, 选择的依据是资源丰富,分布较广,便于采集。首先研究了4 种竹叶缓蚀剂浓度、 温度对冷轧钢腐蚀的影响,并探讨了竹叶缓蚀剂在冷轧钢表面的吸附模型:其次研 究了同一温度下4 种缓蚀剂对冷轧钢的缓蚀作用;再次,通过4 种竹叶缓蚀剂样品 的红外图谱对竹叶缓蚀剂进行了结构表征;第四,为了证实竹叶缓蚀剂的后效性, 研究了1 3 2 小时下竹叶缓蚀剂的缓蚀率与腐蚀速度;第五,研究了钢片在不同浓度 h c l 介质一竹叶缓蚀剂中的腐蚀速度,第六,为探讨竹叶缓蚀剂最佳的缓蚀条件,设 计了以盐酸浓度、缓蚀剂浓度、反应温度和反应时间为主要影响因子的4 因子3 水 平正交实验;最后,用a b 一8 大孔树脂对竹叶缓蚀剂进行了分离纯化,并将分离纯 化后的样品与未分离纯化的样品对冷轧钢的缓蚀作用进行了对比分析。 结果表明: ( 1 )在同一温度下,随着竹叶缓蚀剂浓度的增加,缓蚀剂对冷轧钢的缓蚀作 用不断增强,缓蚀率呈上升趋势,当浓度达到7 0 m g l 时,缓蚀率趋于平衡。3 0 下,在1 0 m g l 、3 0 m g l 、5 0 m g l 、7 0 m g l 、l o o m g l 、1 6 0 m g l 、2 0 0 m g l 时,麻竹 竹叶缓蚀剂对冷轧钢的缓蚀率依次为4 7 9 8 、7 4 7 6 、8 1 0 7 、8 4 0 1 、8 6 5 8 、 8 9 5 2 、9 0 6 3 ;撑绿杂交竹竹叶缓蚀剂对冷轧钢的缓蚀率依次为7 5 7 9 、8 7 1 0 、 8 9 8 8 、9 0 8 7 、9 1 2 7 、9 2 2 6 、9 2 6 6 ;巨龙竹竹叶缓蚀剂对冷轧钢的缓蚀率 依次为5 6 3 1 、7 7 6 7 、8 3 1 1 、8 5 2 4 、8 7 9 6 、9 0 1 0 、9 1 4 6 ;钓鱼慈竹竹 叶缓蚀剂对冷轧钢的缓蚀率依次为5 4 9 5 、7 8 8 8 、8 4 1 1 、8 7 2 9 、8 8 0 4 、 9 0 2 8 、9 1 5 9 。 度需2 0 0 m g l ,巨龙竹和钓鱼慈竹竹叶缓蚀剂需1 6 0 m g l ;麻竹竹叶缓蚀剂的缓蚀 效果在4 种竹叶缓蚀剂中略低,钓鱼慈竹和巨龙竹竹叶缓蚀剂的缓蚀率相差不多。 ( 5 )通过4 种竹叶缓蚀剂的红外光谱,可以看到,不同的竹叶缓蚀剂具有相 似的红外表征,可以推测不同的竹叶缓蚀剂的有效成分可能由相同的基团组成。在 3 4 1 3 c m 1 处存在一个强吸收宽散峰,可能为羧基( - c o o h ) 、缔合羟基o _ h 伸缩振 动和n - h 伸缩振动三个峰的重合;2 9 3 1 c i 旷1 处为c - h 伸缩振动峰;2 3 6 1 c m q 的弱吸 收峰可能为c - - - - n 伸缩振动峰;1 6 2 6 c m q 处的强吸收峰可能为c - c 和c = o 伸缩振动 峰,这可能是由于竹叶提取物中黄酮类化合物的c - - c 和c = o 的大共轭效应使c = o 吸收移向低波数,从而与c - - c 的吸收重合,1 4 0 2 c i i r l 处可能为杂环的骨架振动; 1 11 8c i i f l 处为c - n 伸缩振动峰;1 0 6 1 c m q 处为c - o 伸缩振动峰,这些都表明竹叶缓 蚀剂糙查塑性基团( 氨基、羧基、羟基、羰基塑盘巫2 鳆丕笪塑查机丝金粗故 一一、一一一 ,一一 有成为酸性缓蚀剂婀毹扣 ( 6 )通过1 3 2 个小时的竹叶缓蚀剂的后效性测试,结果表明当缓蚀剂浓度在 5 0 m g l 、1 0 0m g l 、2 0 0m g l 时浸泡约2 4 小时的时候,缓蚀率依次分别为9 4 、 9 5 、9 6 ,此后,缓蚀率不再明显增加,样品钢的腐蚀速度也开始分别稳定在0 3 7 5 ( g m h ) 、0 3 0 8 ( g m h ) 、0 2 8 8 ( g l m h ) ,不再明显变化。由此可知,竹叶缓蚀 剂具有良好的稳定性和后效性,可用于长时间酸洗过歪i 一 ( 7 )通过在1 - 7m o l l 的h c l 介质中的缓蚀率及腐蚀速度的测定,结果表 明,随着盐酸浓度的增大,撑绿杂交竹竹叶缓蚀剂对冷轧钢的缓蚀率呈下降的趋势。 当缓蚀剂浓度为l o o m g l 时,在1m o l l 的h c l 中,其缓蚀率达到8 8 0 0 ,2m o l l 时,缓蚀率达到8 6 2 7 ,3m o l l 时,缓蚀率则达到7 5 0 4 ,但在4m o l l 的h c l 中其缓蚀率降为5 5 4 1 ,5m o l l 缓蚀率为4 1 1 0 ,6m o l l 缓蚀率为2 0 1 8 ,7 m o l l 缓蚀率为1 4 2 1 。由此可见,竹叶缓蚀剂在! 二垒逊q ! 的h 鳗介质中都可达 到较好的缓蚀效果,但不适宜于浓度在4m o l l 以上的h c l 介质。 ( 8 ) 通过正交实验的极差分析和方差分析,r d 。1 0 z s r b :8 8 9 3 r a - 7 7 0 4 r c 1 4 2 6 和f 值大小,可知盐酸浓度的影响 缓蚀剂浓度的影响 反应温度的影响 反应时间 的影响,即盐酸浓度、缓蚀剂浓度、反应温度的影响显著。a l b 3 c 3 d l 即竹叶缓蚀剂浓 度为1 5 0 m g l ,h c l 浓度为0 5 m o l l ,温度为3 0 时,反应3 6 个小时,为本实验中 的最佳反应条件。 ( 9 )经过大孔树脂分离纯化,并对比分离前后各样品缓蚀剂对冷轧钢的缓蚀 率的大小及各样品缓蚀剂在h c l 介质中溶解度高低,结果表明,竹叶缓蚀剂在分离 前后的缓蚀率分别为8 9 6 5 和9 2 1 6 。由此可得出结论,竹叶缓蚀剂在分离前后, 一一 的缓蚀率没直太大差异因此在竹叶缓鳢剂垫墅叁堕垫堑型堡堡型堕:当丛盛奎皇 制造的工艺出发,进行直接提取即可:丕需要进= 发纯化。 总之,竹叶缓蚀剂成本低廉,容易量化、储存和分析,对冷轧钢在1 0m o l lh c l , 溶液中具有良好的缓蚀作用,缓蚀率随竹叶缓蚀剂的浓度增加而增大,当缓蚀剂浓 度为l o o m g l 时,最大缓蚀率高达9 5 以上,而常见的化学缓蚀剂要达到这个缓蚀 率,缓蚀剂浓度至少为5 0 0 m g l ;竹叶缓蚀剂在钢表面的吸附符合l a n g m u i r 吸附模 型。在反应2 4 小时后,缓蚀率随腐蚀浸泡时间的延长并无下降趋势,表现出优良 的后效性,在工业应用方面具有广泛的应用前景。 关键词:竹叶;缓蚀剂;冷轧钢;缓蚀作用 i i i , a b s t r a c t :r e c e n ty e a r ,c o r r o s i o ni sm o r ea n dm o r ec o n c e r n e df o ri t ss t r o n gd e s t r u c t i v e e f f e c ti nm o d e r ni n d u s t r y a d d i n gc o r r o s i o ni n h i b i t o ri sag e n e r a l l ya p p l i e dt e c h n i q u ei n m a t e r i a lp r o t e c t i o ni na d v a n t a g eo fh i g he f f i c i e n c ya n de a s yt oc o n t r 0 1 w i t ht h em o r e a n dm o r ec o n c e r no nt h ee c o l o g i c a le n v i r o n m e n t ,t h er e s e a r c ho ft h en o n t o x i ca n d b i o d e g r a d a b l ec o r r o s i o ni n h i b i t i o nw h i c he x t r a c t sf r o mp l a n tw i l lb et h ef u t u r er e s e a r c h d i r e c t i o n s t h eb a m b o oi sw i d e l yd i s t r i b u t e da n dg r o w sa p a c e b a m b o ol e a fi sa b u n d a n t a n ds u s t a i n a b l er e s o u r c e s a st h er e s i d u e si nb a m b o ow o o d p r o c e s s i n g ,b a m b o ol e a f h a v en o tf u l lu s eo fy e t s ow em u s tm a k ef u l lu s eo fb a m b o ol e a fa n di n c r e a s et h e i n c o m eo ft h ep e o p l ew h ol i v ei nt h eb a m b o oa r e a p r e l i m i n a r ys t u d ya b o u tc o r r o s i o n i n h i b i t i o no ft h eb a m b o ol e a fc o r r o s i o ni n h i b i t o ro nt h ec o l d r o l l e ds t e e li nt h i sp a p e ra n d l a yat h e o r e t i c a lb a s i sf o rt h ef u t u r er e s e a r c h t h e r ea r ef o u rk i n d so fb a m b o oi nt h i sr e s e a r c h d e n d r o c a l a m u sl a u f l o r u sm u n r o , b a m b u s a p e r v a r i a b i l i s x d e n d r o c a l a m o p s i so l d h a m i , d e n d r o c a l a m u ss i n i c u sc h i ac t j l s u na n db a m b u s ae m e i e n s i sc h i ae th l f u n g s e l e c t i o ni sb a s e do nr i c hr e s o u r c e s a n db r o a d e rd i s t r i b u t i o na n de a c ho fa c q u i s i t i o n f o u rb a m b o ol e a v e si n h i b i t o rt h a t c o n c e n t r a t i o ni sf r o m l o wt oh i g hw a ss e p a r a t e l ya d dt oh y d r o c h l o r i da c i dw h i c hr e a c t o nc o l d - r o l l e ds t e e la td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e s ,a n dt h eb a m b o ol e a v e si n h i b i t o ra d s o r p t i o n m o d e li nt h es t e e ls u r f a c ew a sr e s e a r c h s e c o n d l y ,t h ec o r r o s i o ni n h i b i t i o no ft h ef o u r t y p e so fb a m b o o l e a v e si n h i b i t o ro nc o l d r o l l e ds t e e lw a s s t u d i e d t h i r d l y ,t h r o u g hf o u r t y p e so fb a m b o ol e a v e si n h i b i t o ri n f r a r e dm a p p i n gs a m p l e sc o n f i r m e dt h ei n h i b i t o r c h a r a c t e r i z a t i o n f o u r t h l y ,i no r d e rt oc o n f i r mt h ec o n t i n u a lu s e o ft h eb a m b o oc o r r o s i o n i n h i b i t o r ,t h ep a p e rs t u d i e dt h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw h i c hw a ss l o wd o w nb yt h e i n h i b i t o ra n dt h ec o r r o s i o ns p e e dr e a c t e di n1 3 2h o u r s f i f t h l y ,t h ec o r r o s i o ni n h i b i t o ro n c o l d - r o l l e ds t e e lw h i c hw a sp u ti nt h em i x t u r eo fd i f f i r e n tc o n c e n t r a t i o n so fh y d r o c h l o r i c a c i dm e d i u ma n db a m b o ol e a v e si n h i b i t o rw e r es t u d i e di nt h ep a p e r s i x t h l y ,o r t h o g o n a l e x p e r i m e n t a lw a sd e s i g ni nt h i sp a p e rf o rs e e k i n gt h eb e s tr e a c t i o nc o n d i t i o n f o u r f a c t o r sw e r es e l e c t e da st h em a i nf a c t o r si nt h i se x p e r i m n t a li n c l u d i n gt h eh y d r o c h l o r i c a c i d sc o n c e n t r a t i o n st h eb a m b o ol e a v e si n h i b i t o r sc o n c e n t r a t i o n s ,r e a c t i o nt e m p r e t u r e a n dt i m e l 9 ( 3 4 ) m o d e lw a su s e di nt h i se x p e r i m e n t s f i n a l l y ,t h eb a m b o ol e a v e s i v u s ae m e i e n s i se l l i ae t h l f u n gl e a v e si n h i b i t o ro nc o l d r o l l e ds t e e lw e r e a sf 0 1 1 0 w :5 4 9 5 、7 8 8 8 、8 4 1 1 、8 7 2 9 、8 8 0 4 、9 0 2 8 、9 1 5 9 。 ( 2 ) t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yi sd i f f e r e n tw h e n t h eb a m b o ol e a v e si n h i b i t o rr e a c t w i t hc o l d r o u e ds t e e la td i f f e r e n tt e m p e r a t u r e s w h e nc o n c e n t r a t i o no f7 0 m g 几t h e d e n d r o c a l a m u sl a t t f l o r u sm u n r ol e a v e si n h i b i t o rm i x e dw i t hh y d r o c h l o r i ca c i dr e a c t w i t ht h ec o l d r o l l e ds t e e li n2 0 ,3 0 ,4 0 a n d5 0 ,t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw e r e 7 6 0 9 、8 4 0 1 、8 3 4 5 和7 3 7 4 ;t h e b a m b u s a p e r v a r i a b i l i s x d e n d r o c a l a m o p s i s o l d h a m il e a v e si n h i b i t o rm i x e dw i t hh y d r o c h l o r i ca c i dr e a c tw i t ht h ec o l d r o l l e ds t e e li n 2 0 ,3 0 ,4 0 a n d5 0 ,t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw e r e8 5 8 6 、9 0 8 7 、 9 0 7 l 、9 0 7 3 :t h ed e n d r o c a l a m i l ss i n i c 淞c h i ae tj l s u nl e a v e si n h i b i t o rm i x e dw i t h h y d r o c h l o r i ca c i dr e a c tw i t ht h ec o l d r o l l e ds t e e li n2 0 ,3 0 ,4 0 1 2a n d5 0 ,t h e i n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw e r e8 1 4 5 、8 5 2 4 、8 5 0 8 、8 0 1 7 :t h eb a m b u s ae m e i e n s i s c h i ae th l f u n gl e a v e si n h i b i t o rm i x e dw i t hh n r o c h l o r i ca c i dr e a c tw i t ht h ec o l d - r o l l e d s t e e li n2 0 1 2 ,3 0 ,4 0 a n d5 0 ,t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw e r e8 2 5 5 、 v 8 7 2 9 、8 7 2 3 、8 2 18 t h u s ,t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yo f t h ef o u rb a m b o ol e a v e s i n h i b i t o ri n3 0 a n d4 0 i sb e t t e rt h a nt h a ti n2 0 a n d5 0 ( 3 ) t h r o u g ht h ec a l c u l a t i o no f t h es u r f a c ec o v e r a g e o ,t h em o d e lt h a tt h em o l e c u l a r o ff o u rk i n d so fb a m b o ol e a v e si n h i b i t i o nw a sa b s o r b e do nt h es u r f a c eo fc o l d - r o l l e d s t e e la d h e s i o nl a n g m u i rc o r r e c t i o na d s o r p t i o nm o d e l ( 4 ) t h r o u g ht h ew a yt h a tt h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yc o n t r a s to nt h ec o l d - r o l l e ds t e e l b e t w e e nd i f f e r e n tb a m b o ol e a v e si n h i b i t o ra tt h es a m et e m p e r a t u r e ,w ec a ng e tt h er e s u l t t h a tt h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yc u r v et r e n do f t h ef o u rk i n d so fb a m b o ol e a v e si n h i b i t o ra r e s i m i l a r a n dt h eb a m b u s ap e - 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r o l l e ds t e e la t2 4h o u r s s i n c e t h e n , t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw a sn ol o n g e rf a s ti n c r e a s e t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yo f c o l d - r o l l e ds t e e lh a sb e g u nt os t a b i l i z er e s p e c t i v e l ya t0 3 7 5 ( g m ih ) ,0 3 0 8 ( g 时”, 0 2 8 8 ( g m 2h ) ,i ns u n m l a r y ,t h eb a m b o ol e a v ei n h i b i t o rh a sag o o ds t a b i l i t ya n d c o n t i n u a lu s e ,i tc a nb eu s e dt op i c k l i n gp r o c e s sf o ral o n gt i m e ( 7 ) t os t u d i e db ym e a s u r i n gt h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c ya n ds p e e do ft h eb a m b o o l e a v e si n h i b i t o ri n1 - 7m o l lh c lm e d i u m ,i tc o m et oac o n c l u s i o nt h a tw i mt h e i n c r e a s i n gc o n c e n t r a t i o no fh y d r o c h l o r i ca c i d ,t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yo fb a m b u s a p e r v a r i a b i l i s x d e n d r o c a l a m o p s i so l d h a m il e a v e si n h i b i t o rd o w n w a r dt r e n do nc o l d r o l l e d s t e e l w h e nlo o m g l ,t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw e r e8 8 0 0 i n1m o l lh c i ,t h e i n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw e r e8 6 2 7 i n2m o l lh c l ,t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw e r e7 5 0 4 i n3m o l lh c i b u :t t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yd r o pt o5 5 4 1 i n4m o l lh c l ,t h e i n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw e r e41 10 i n5m o p lh c l ,t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw e r e2 0 18 i n6m o l lh c l ,t h ei n h i b i t i o ne f f i c i e n c yw e r e14 21 i n7m o l lh c i i ns u m m a r y , b a m b o ol e a v e si n h i b i t o rc a nu s et op i c k l i n gi n1 - 4t o o l | l o fh c lm e d i u m ,a n di tc a n g e tas a t i s f a c t o r yr u s u l t s ,b u ti tc a n n o ts u i t a b l ef o rt h eh c i 晰也4 m o l lo rm o r e ( 8 ) o r t h o g o n a le x p e r i m e n t a lw a sd e s i g ni nt h i sp a p e r t h ec o n c l u t i o nr e a c h e db y t h er a n g e a n a l y s i sa n dv a r i a n c ea n a l y s i s b e c a u s eo f r d 。1 0 2 s r s = s 9 9 3 r a - 7 7 0 4 : r c - 1 4 2 6a n dfv a l u ew ec a ng e tt h ec o n c l u t i o nt h a tt h ee f f e c tr o o ti nc o n c e n t r a t i o no f h y d r o c h l o r i ca c i d t h ee f f e c tr o o ti nc o n c e n t r a t i o no fb a m b o ol e a v e si n h i b i t o r t h ee f f c t r o o ti nt e m p r e t u r e t h ee f f c tr o o ti nt i m e h y d r o c h l o r i ca c i dc o n c e n t r a t i o n , b a m b o ol e a v e s i n h i b i t o rc o n c e n t r a t i o na n dr e a c t i o nt e m p e r a t u r ea r es i g n i f i c a n t t ot h ee n d ,a 2 8 2 c 3 d i t h a ti sb a m b o oi n h i b i t r o rlo o m e 叽,h c l0 5 m o l l ,t e m p r e t u r eo f4 0 。c ,t h er e a c t i o no f3 6 h o u r sw a st h eb e s tr e a c t i o nc o n d i t i o n s v n v i i i 1 3 1 植物型缓蚀剂的研究进展6 1 3 2 竹叶缓蚀剂的研究进展8 2 四种竹叶缓蚀剂对钢的缓蚀作用的研究1 2 2 1 实验原理1 2 2 2 麻竹竹叶缓蚀剂对钢的缓蚀作用的研究1 2 2 2 1 材料、仪器及试剂1 3 2 2 2 实验方法:1 3 2 2 3 结果与讨论1 5 2 2 4 小结:1 7 2 3 撑绿杂交竹竹叶缓蚀剂对钢的缓蚀作用的研究1 8 2 3 1 材料、仪器及试剂1 8 2 3 2 实验方法:1 9 2 3 3 结果与讨论1 9 2 3 4 小结:2 1 2 4 巨龙竹竹叶缓蚀剂对钢的缓蚀作用的研究2 2

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