低聚向日葵果胶的制备及其对碳钢缓蚀性能的研究
发布时间：2021-11-04 13:09
碳钢腐蚀是生产生活中常见的现象,添加缓蚀剂是目前最有效的防腐蚀手段之一。随着工业的发展,人们对环保的意识增强,寻找对环境无害、可降解、遵循可持续发展的绿色缓蚀剂的研究逐渐增多。向日葵是我国主要油料作物之一,每年全国有大量向日葵盘被丢弃或焚烧造成环境污染和资源浪费。向日葵盘果胶作为一种天然高分子,含有大量的酯基、羟基等极性含氧官能团,在酸性介质中易与碳钢作用形成保护膜,对碳钢具有良好的缓蚀效果。本文采用两种方法分别从向日葵盘中提取低聚果胶,并使用响应面法优化提取工艺。将提取的低聚向日葵盘果胶用做缓蚀剂,通过静态失重、电化学工作站等方法,研究其在盐酸中对碳钢的缓蚀性能,随后将其与卤素离子进行复配缓蚀,研究不同卤素离子和果胶在酸性介质下对碳钢的缓蚀性能及作用机理。得出以下结论:（1）以向日葵青盘为原料,采用草酸铵法提取得到低聚向日葵果胶（FP）,以干盘为原料,采用亚临界水法提取得到低聚向日葵果胶（DP）,分别对两种果胶的提取工艺进行响应面优化设计,得到最优提取条件,并进行理化测试。结果表明:FP的最佳提取工艺条件为提取时间1.64 h,提取料液比为1:13.6,草酸铵浓度为0.69%,果胶得...
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验因素之间交互作用对结
中北大学学位论文28校当DP得率达最大时，继续增大提取时间和料液比其得率反而略降低。abc图2-8实验因素之间交互作用对结果的响应图（左）及其等高线（右）Fig.2-8Responsegraph(left)andcontour(right)ofexperimentalfactorstoresults
中北大学学位论文46（a）盐酸空白：（b）果胶+盐酸：图3-7等效电路图Fig.3-7Fittingcircuitdiagram使用ZsimpWin软件对所得图3-4、图3-5的Nyquist图进行拟合，对应的模拟结果和等效电路分别见图3-6、图3-7。在电化学阻抗谱测试时，工作电极的表面分别进行双电层周期性的充放电过程和电极反应速度周期（电极反应）的变化过程。前者产生的阻抗一般由电感（L）、电容（Cdl）和常相位角原件（CPE）等导致，在Nyquist图中表现为纵坐标，是等效电路阻抗的虚部。后者是在相界区的电极反应过程中，带电粒子穿越双电层从而实现电荷转移步骤，电荷转移电阻Rct的大小直接影响碳钢的腐蚀速率。此时工作电极表面相当于两个过程阻抗并联，然后和溶液电阻Rs串联，形成闭合回路，如图3-7a所示。在加入缓蚀剂后，缓蚀剂在碳钢表面吸附成膜，吸附膜不仅会影响碳钢表面双电层状态，如3-7b（CPE），还会对电荷转移过程造成阻碍作用，如图3-7b，吸附膜层电阻R1，碳钢表面电极反应产生的电阻R2，在此电路中，R1与R2串联，电荷转移电阻Rct大小应为二者之和。通过等效电路模拟，所得重要的电化学阻抗参数如表3-6所示。在电极表面的双电层受到极化电位或极化电流扰动时，双电层可以等效为一个平板电容器充放电过程，等效电容用Cdl表示。由于电极表面粗糙和能量耗散等原因，在电路中的双电层电容(Cdl)常用常相位角元件(CPE)代替，获得更真实的模拟结果。CPE用下面的表达式来描述：
【参考文献】：
期刊论文
[1]亚临界水提取菠萝蜜果皮果胶多糖及其性质研究[J]. 李文佳,杨腾,施瑞城,蒋志国. 食品科技. 2019(06)
[2]橡椀单宁对Q235碳钢在0.5 mol/L HCl溶液中的缓蚀作用研究[J]. 赵保华,徐洪鑫,张文华,石碧. 腐蚀科学与防护技术. 2019(02)
[3]天然高分子在金属缓蚀保护的应用进展[J]. 卢勇,孙翠洁. 塑料助剂. 2018(05)
[4]绿色酸洗缓蚀剂的研究进展[J]. 赵军平,高玉华,李海花,郑玉轩,刘振法. 应用化工. 2018(09)
[5]海带提取物对盐酸溶液中碳钢的缓蚀性能[J]. 李杰兰,尤敏杰,彭雪,杨雪,李倩娜. 辽宁师范大学学报(自然科学版). 2018(02)
[6]苹果果胶在1 mol/L盐酸中作为碳钢缓蚀剂的研究[J]. 贺圣龙,王京宝,许晶晶,赵丹丹,韩燕,马雪梅. 材料保护. 2018(05)
[7]草酸铵法提取冬瓜皮果胶及其理化性质研究[J]. 李英,郭宗明,李立红,郭星. 食品研究与开发. 2017(20)
[8]向日葵盘果胶对碳钢的缓蚀性能研究[J]. 徐霞,贺圣龙,胡志勇,马雪梅. 化学通报. 2017(03)
[9]不同级分向日葵盘果胶的体外抗氧化活性研究[J]. 马雪梅,徐霞,贺胜龙,曹娜,冯志蓉. 中国食品添加剂. 2016(12)
[10]缓蚀剂协同效应与协同机理的研究进展[J]. 张漫路,赵景茂. 中国腐蚀与防护学报. 2016(01)
博士论文
[1]CO2/H2S腐蚀体系中缓蚀剂的缓蚀机理及协同效应研究[D]. 张晨.北京化工大学 2018
硕士论文
[1]条斑紫菜多糖的降解、分离纯化及生物活性研究[D]. 孔立敏.浙江工商大学 2019
[2]不同分子量苹果果胶的制备及其对碳钢的缓蚀性能研究[D]. 贺圣龙.中北大学 2018
[3]具表面活性噻二唑衍生物的合成与缓蚀性能研究[D]. 孟艳斌.中北大学 2017
[4]低聚向日葵盘果胶的制备与分析[D]. 张梦珊.东北师范大学 2015
[5]苯并三氮唑/β-环糊精系超分子缓蚀剂的制备及其对铜的缓蚀性能研究[D]. 王宁.北京化工大学 2015
[6]聚2，3-二甲基苯胺/环氧树脂防腐涂料的制备与性能研究[D]. 刘茂喜.重庆大学 2013
[7]向日葵花盘中有效化学成分分析及抗氧化性测定[D]. 索金玲.新疆大学 2010
[8]从竹叶中提取硫酸酸洗缓蚀剂的研究[D]. 郑兴文.四川理工学院 2009
本文编号：3475794
【文章来源】：中北大学山西省
【文章页数】：89 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
实验因素之间交互作用对结
中北大学学位论文28校当DP得率达最大时，继续增大提取时间和料液比其得率反而略降低。abc图2-8实验因素之间交互作用对结果的响应图（左）及其等高线（右）Fig.2-8Responsegraph(left)andcontour(right)ofexperimentalfactorstoresults
中北大学学位论文46（a）盐酸空白：（b）果胶+盐酸：图3-7等效电路图Fig.3-7Fittingcircuitdiagram使用ZsimpWin软件对所得图3-4、图3-5的Nyquist图进行拟合，对应的模拟结果和等效电路分别见图3-6、图3-7。在电化学阻抗谱测试时，工作电极的表面分别进行双电层周期性的充放电过程和电极反应速度周期（电极反应）的变化过程。前者产生的阻抗一般由电感（L）、电容（Cdl）和常相位角原件（CPE）等导致，在Nyquist图中表现为纵坐标，是等效电路阻抗的虚部。后者是在相界区的电极反应过程中，带电粒子穿越双电层从而实现电荷转移步骤，电荷转移电阻Rct的大小直接影响碳钢的腐蚀速率。此时工作电极表面相当于两个过程阻抗并联，然后和溶液电阻Rs串联，形成闭合回路，如图3-7a所示。在加入缓蚀剂后，缓蚀剂在碳钢表面吸附成膜，吸附膜不仅会影响碳钢表面双电层状态，如3-7b（CPE），还会对电荷转移过程造成阻碍作用，如图3-7b，吸附膜层电阻R1，碳钢表面电极反应产生的电阻R2，在此电路中，R1与R2串联，电荷转移电阻Rct大小应为二者之和。通过等效电路模拟，所得重要的电化学阻抗参数如表3-6所示。在电极表面的双电层受到极化电位或极化电流扰动时，双电层可以等效为一个平板电容器充放电过程，等效电容用Cdl表示。由于电极表面粗糙和能量耗散等原因，在电路中的双电层电容(Cdl)常用常相位角元件(CPE)代替，获得更真实的模拟结果。CPE用下面的表达式来描述：
【参考文献】：
期刊论文
[1]亚临界水提取菠萝蜜果皮果胶多糖及其性质研究[J]. 李文佳,杨腾,施瑞城,蒋志国. 食品科技. 2019(06)
[2]橡椀单宁对Q235碳钢在0.5 mol/L HCl溶液中的缓蚀作用研究[J]. 赵保华,徐洪鑫,张文华,石碧. 腐蚀科学与防护技术. 2019(02)
[3]天然高分子在金属缓蚀保护的应用进展[J]. 卢勇,孙翠洁. 塑料助剂. 2018(05)
[4]绿色酸洗缓蚀剂的研究进展[J]. 赵军平,高玉华,李海花,郑玉轩,刘振法. 应用化工. 2018(09)
[5]海带提取物对盐酸溶液中碳钢的缓蚀性能[J]. 李杰兰,尤敏杰,彭雪,杨雪,李倩娜. 辽宁师范大学学报(自然科学版). 2018(02)
[6]苹果果胶在1 mol/L盐酸中作为碳钢缓蚀剂的研究[J]. 贺圣龙,王京宝,许晶晶,赵丹丹,韩燕,马雪梅. 材料保护. 2018(05)
[7]草酸铵法提取冬瓜皮果胶及其理化性质研究[J]. 李英,郭宗明,李立红,郭星. 食品研究与开发. 2017(20)
[8]向日葵盘果胶对碳钢的缓蚀性能研究[J]. 徐霞,贺圣龙,胡志勇,马雪梅. 化学通报. 2017(03)
[9]不同级分向日葵盘果胶的体外抗氧化活性研究[J]. 马雪梅,徐霞,贺胜龙,曹娜,冯志蓉. 中国食品添加剂. 2016(12)
[10]缓蚀剂协同效应与协同机理的研究进展[J]. 张漫路,赵景茂. 中国腐蚀与防护学报. 2016(01)
博士论文
[1]CO2/H2S腐蚀体系中缓蚀剂的缓蚀机理及协同效应研究[D]. 张晨.北京化工大学 2018
硕士论文
[1]条斑紫菜多糖的降解、分离纯化及生物活性研究[D]. 孔立敏.浙江工商大学 2019
[2]不同分子量苹果果胶的制备及其对碳钢的缓蚀性能研究[D]. 贺圣龙.中北大学 2018
[3]具表面活性噻二唑衍生物的合成与缓蚀性能研究[D]. 孟艳斌.中北大学 2017
[4]低聚向日葵盘果胶的制备与分析[D]. 张梦珊.东北师范大学 2015
[5]苯并三氮唑/β-环糊精系超分子缓蚀剂的制备及其对铜的缓蚀性能研究[D]. 王宁.北京化工大学 2015
[6]聚2，3-二甲基苯胺/环氧树脂防腐涂料的制备与性能研究[D]. 刘茂喜.重庆大学 2013
[7]向日葵花盘中有效化学成分分析及抗氧化性测定[D]. 索金玲.新疆大学 2010
[8]从竹叶中提取硫酸酸洗缓蚀剂的研究[D]. 郑兴文.四川理工学院 2009
本文编号：3475794
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