钢筋混凝土的玉米蛋白阻锈剂研制及其阻锈机理研究
发布时间：2021-08-21 10:47
针对钢筋混凝土结构中氯盐腐蚀问题,基于在混凝土中钢筋表面与氯离子竞争吸附来阻碍锈蚀的发想,考虑到天然植物蛋白中氮和氧元素具有供电子能力,而且在混凝土碱性孔溶液中蛋白水解产生的氨基和羧基是很好供电子基团,进而选取工业副产物玉米黄粉为原料,提出了从中提取碱溶玉米蛋白作为钢筋混凝土环保阻锈剂的技术。从玉米黄粉中提取的玉米蛋白阻锈剂含有酰胺I和酰胺II键的分子结构,主要由谷氨酸、脯氨酸、亮氨酸等氨基酸组成。基于电化学阻抗谱、极化曲线等电化学法和ATR-FTIR、SEM-EDS等方法系统研究了玉米蛋白阻锈剂在含有3wt.%Na Cl混凝土模拟孔溶液中钢筋腐蚀的阻锈机理,电化学试验的结果一致表明阻锈效率随着阻锈剂浓度的增加而升高,且对阳极和阴极腐蚀都有抑制作用,是混合型阻锈剂。阻锈作用主要源于环保阻锈剂在钢筋表面的吸附作用,符合Langmuir吸附特性。同时还表明,其阻锈作用的主要贡献来自于谷氨酸、脯氨酸和亮氨酸,而且三者对钢筋的阻锈作用是负协同的效应关系;量子化学计算和蒙特卡洛模拟过程的研究发现,玉米蛋白阻锈剂与钢筋之间吸附作用主要是通过氨基和吡咯环上的孤对电子（HOMO）贡献于铁原子“d”空轨...
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
牧豆树及其提取物
第2章玉米蛋白阻锈剂的提取与表征-21-2.2.3阻锈剂的溶解动力学试验该提取物是作为钢筋混凝土环保阻锈剂，而混凝土孔溶液中的主要组份是过饱和氢氧化钙以及少量的氢氧化钾和氢氧化钠。因此，对提取物在混凝土模拟孔溶液中的溶解性和长期稳定性的分析是非常必要的。称取1.5g的提取物置于1L的混凝土模拟孔溶液中搅拌溶解，并定期取部分溶解液进行紫外测试分析。其吸收光谱由上海仪电科学仪器股份有限公司生产的L5紫外分光光度计（INESA）扫描检测获得。2.3试验结果与讨论2.3.1玉米蛋白阻锈剂的提取工艺（1）除去残余淀粉将玉米黄粉进一步研磨后用350微米的筛子筛分，取筛下的玉米黄粉100g，溶于1L水中，并加入2g的α-淀粉酶，用2mol/L的NaOH调pH至6.0左右，然后在70℃水浴条件下磁力转子搅拌加热2h，如图2-1所示，最后水洗沉淀三遍后待用。图2-1原料、粉磨、筛分、加热搅拌分解残余淀粉Fig.2-1Thegrindingandscreeningprocessofrawmaterials,aswellasthedecompositionofresidualstarchviaheatedandstirred.（2）除色素每次取上述水洗沉淀物10g溶于100mL的丙酮，萃取30min后，4000转/min离心15min得沉淀物待用，如图2-2所示。
哈尔滨工业大学工学博士学位论文-22-图2-2丙酮萃取色素和离心处理Fig.2-2Acetoneextractpigmentandcentrifugation（3）除醇溶蛋白再将上述沉淀物溶于10倍质量的70%的乙醇水溶液中，60℃水浴加热磁力转子搅拌下溶解2h后，4000转/min离心15min得沉淀物待用，如图2-3所示。图2-3醇溶蛋白和离心处理Fig.2-3Ethanolsolubleproteinandcentrifugation（4）碱溶再将上述沉淀物溶于10倍质量的0.1mol/L的NaOH溶液中，60℃水浴加热磁力转子搅拌下溶解2h后，4000转/min离心15min得上清液待用，并将沉淀物重复碱溶一次得上清液待用，如图2-4所示。图2-4碱溶蛋白和离心处理Fig2-4Alkalisolubleproteinandcentrifugation
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国玉米淀粉与淀粉糖工业技术发展历程与展望[J]. 佟毅. 食品与发酵工业. 2019(17)
[2]葡庚糖酸钠与葡萄糖酸钠对硅酸盐水泥水化的影响[J]. 余鑫,于诚,冉千平,刘加平. 硅酸盐学报. 2019(05)
[3]缓凝剂对建筑石膏凝结与力学性能的影响及其机理[J]. 孔祥付,孙德文,徐文. 江苏建筑. 2019(01)
[4]基于分子模拟的苯并三氮唑与Irgamet39缓蚀性能研究[J]. 刘志鹏,李亚莎,刘国成,徐程,沈书林. 分子科学学报. 2018(06)
[5]Exopolysaccharide produced by Vibrio neocaledonicus sp. as a green corrosion inhibitor:Production and structural characterization[J]. Masoumeh Moradi,Zhenlun Song,Tao Xiao. Journal of Materials Science & Technology. 2018(12)
[6]苯并三氮唑对变压器绕组硫腐蚀抑制机理的分子模拟研究[J]. 李亚莎,刘志鹏,谢云龙,黄太焕,王成江. 原子与分子物理学报. 2019(01)
[7]金属缓蚀剂的研究进展[J]. 任铁钢,苏慧双,刘月,王丽. 化学研究. 2018(04)
[8]棉籽蛋白质发泡剂在混凝土中的应用研究[J]. 刘存瑞,乔秀文. 农产品加工. 2018(13)
[9]促凝组分对掺葡萄糖酸钠水泥浆体的缓凝消除作用及其机理[J]. 庞晓凡,王子明,申和庆,薛龙. 硅酸盐学报. 2018(05)
[10]蛋白类缓凝剂对建筑石膏的适应性[J]. 黄滔,彭小芹,王淑萍,邱峰. 建筑材料学报. 2018(04)
博士论文
[1]环境友好型钢筋阻绣剂的防腐性能和机理研究[D]. 田惠文.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2012
[2]仿生合成丝素蛋白/羟基磷灰石类骨质复合生物材料的研究[D]. 牛林.四川大学 2007
硕士论文
[1]葵花蛋白生产混凝土发泡剂的工艺及复配性能研究[D]. 韩慧艳.石河子大学 2017
[2]以玉米黄粉为原料制备玉米蛋白和玉米黄素的研究[D]. 王超跃.华南理工大学 2016
[3]甘蔗渣提取物在CO2环境中对N80钢的缓蚀作用研究[D]. 黄波.西南石油大学 2015
[4]钢筋混凝土电迁移阻锈及除盐试验研究[D]. 刘宗玉.哈尔滨工业大学 2013
[5]玉米黄粉谷蛋白的提取、酶解及物性研究[D]. 张铁.齐齐哈尔大学 2012
[6]氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的理论研究[D]. 尤龙.中国石油大学 2010
[7]氯离子对钢筋腐蚀行为的影响及其缓蚀剂的研究[D]. 乔冰.厦门大学 2009
本文编号：3355456
【文章来源】：哈尔滨工业大学黑龙江省 211工程院校 985工程院校
【文章页数】：135 页
【学位级别】：博士
【部分图文】：
牧豆树及其提取物
第2章玉米蛋白阻锈剂的提取与表征-21-2.2.3阻锈剂的溶解动力学试验该提取物是作为钢筋混凝土环保阻锈剂，而混凝土孔溶液中的主要组份是过饱和氢氧化钙以及少量的氢氧化钾和氢氧化钠。因此，对提取物在混凝土模拟孔溶液中的溶解性和长期稳定性的分析是非常必要的。称取1.5g的提取物置于1L的混凝土模拟孔溶液中搅拌溶解，并定期取部分溶解液进行紫外测试分析。其吸收光谱由上海仪电科学仪器股份有限公司生产的L5紫外分光光度计（INESA）扫描检测获得。2.3试验结果与讨论2.3.1玉米蛋白阻锈剂的提取工艺（1）除去残余淀粉将玉米黄粉进一步研磨后用350微米的筛子筛分，取筛下的玉米黄粉100g，溶于1L水中，并加入2g的α-淀粉酶，用2mol/L的NaOH调pH至6.0左右，然后在70℃水浴条件下磁力转子搅拌加热2h，如图2-1所示，最后水洗沉淀三遍后待用。图2-1原料、粉磨、筛分、加热搅拌分解残余淀粉Fig.2-1Thegrindingandscreeningprocessofrawmaterials,aswellasthedecompositionofresidualstarchviaheatedandstirred.（2）除色素每次取上述水洗沉淀物10g溶于100mL的丙酮，萃取30min后，4000转/min离心15min得沉淀物待用，如图2-2所示。
哈尔滨工业大学工学博士学位论文-22-图2-2丙酮萃取色素和离心处理Fig.2-2Acetoneextractpigmentandcentrifugation（3）除醇溶蛋白再将上述沉淀物溶于10倍质量的70%的乙醇水溶液中，60℃水浴加热磁力转子搅拌下溶解2h后，4000转/min离心15min得沉淀物待用，如图2-3所示。图2-3醇溶蛋白和离心处理Fig.2-3Ethanolsolubleproteinandcentrifugation（4）碱溶再将上述沉淀物溶于10倍质量的0.1mol/L的NaOH溶液中，60℃水浴加热磁力转子搅拌下溶解2h后，4000转/min离心15min得上清液待用，并将沉淀物重复碱溶一次得上清液待用，如图2-4所示。图2-4碱溶蛋白和离心处理Fig2-4Alkalisolubleproteinandcentrifugation
【参考文献】：
期刊论文
[1]中国玉米淀粉与淀粉糖工业技术发展历程与展望[J]. 佟毅. 食品与发酵工业. 2019(17)
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[3]缓凝剂对建筑石膏凝结与力学性能的影响及其机理[J]. 孔祥付,孙德文,徐文. 江苏建筑. 2019(01)
[4]基于分子模拟的苯并三氮唑与Irgamet39缓蚀性能研究[J]. 刘志鹏,李亚莎,刘国成,徐程,沈书林. 分子科学学报. 2018(06)
[5]Exopolysaccharide produced by Vibrio neocaledonicus sp. as a green corrosion inhibitor:Production and structural characterization[J]. Masoumeh Moradi,Zhenlun Song,Tao Xiao. Journal of Materials Science & Technology. 2018(12)
[6]苯并三氮唑对变压器绕组硫腐蚀抑制机理的分子模拟研究[J]. 李亚莎,刘志鹏,谢云龙,黄太焕,王成江. 原子与分子物理学报. 2019(01)
[7]金属缓蚀剂的研究进展[J]. 任铁钢,苏慧双,刘月,王丽. 化学研究. 2018(04)
[8]棉籽蛋白质发泡剂在混凝土中的应用研究[J]. 刘存瑞,乔秀文. 农产品加工. 2018(13)
[9]促凝组分对掺葡萄糖酸钠水泥浆体的缓凝消除作用及其机理[J]. 庞晓凡,王子明,申和庆,薛龙. 硅酸盐学报. 2018(05)
[10]蛋白类缓凝剂对建筑石膏的适应性[J]. 黄滔,彭小芹,王淑萍,邱峰. 建筑材料学报. 2018(04)
博士论文
[1]环境友好型钢筋阻绣剂的防腐性能和机理研究[D]. 田惠文.中国科学院研究生院（海洋研究所） 2012
[2]仿生合成丝素蛋白/羟基磷灰石类骨质复合生物材料的研究[D]. 牛林.四川大学 2007
硕士论文
[1]葵花蛋白生产混凝土发泡剂的工艺及复配性能研究[D]. 韩慧艳.石河子大学 2017
[2]以玉米黄粉为原料制备玉米蛋白和玉米黄素的研究[D]. 王超跃.华南理工大学 2016
[3]甘蔗渣提取物在CO2环境中对N80钢的缓蚀作用研究[D]. 黄波.西南石油大学 2015
[4]钢筋混凝土电迁移阻锈及除盐试验研究[D]. 刘宗玉.哈尔滨工业大学 2013
[5]玉米黄粉谷蛋白的提取、酶解及物性研究[D]. 张铁.齐齐哈尔大学 2012
[6]氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的理论研究[D]. 尤龙.中国石油大学 2010
[7]氯离子对钢筋腐蚀行为的影响及其缓蚀剂的研究[D]. 乔冰.厦门大学 2009
本文编号：3355456
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