酸性介质中植物提取液缓蚀性能研究
本文关键词:酸性介质中植物提取液缓蚀性能研究
【摘要】:碳钢设备在自然环境中具有较好的耐蚀性,因其成本低、实用性强,被广泛用于机械制造、石油、化工、生活等各个领域。但碳钢设备在使用中常因介质中的杂质沉积而结垢,极易产生垢下腐蚀,并导致设备运行效率降低,造成巨大的损失。清除积垢的最佳方法就是化学清洗,常用的有效清洗剂多为酸性溶液。碳钢在清洗时极易与酸反应,因此,在酸性介质中添加有效缓蚀剂是清洗积垢的关键,而植物提取液用作绿色缓蚀剂具有重要的意义。植物提取液主要是从各种绿色植物中提取出有效的缓蚀成分,最终的产品不但无毒无害,而且对碳钢设备的清洗有很好的缓蚀效果。因此,本实验主要研究植物提取液在酸溶液中对碳钢的缓蚀性能。本文采用失重法,对多种植物提取液进行筛选,在氢氟酸、盐酸、土酸溶液中,选出对碳钢具有缓蚀作用的植物提取液。改变西瓜、木瓜提取液的添加浓度、酸浓度、时间、温度时,考察碳钢的腐蚀速率和提取液的缓蚀率。失重法结果表明,两种提取液有较好的缓蚀效果,碳钢的腐蚀速率可降至2 g·m~(-2)·h~(-1)以下,缓蚀率达94%以上。电化学法结果确定木瓜、西瓜提取液均为混合型缓蚀剂。将大蒜、木瓜、西瓜、菠菜、柠檬五种提取液,分别在盐酸和土酸中多次进行协同试验,发现提取液间有较好的协同效应。结果表明,在盐酸中西瓜和大蒜、柠檬和大蒜、西瓜和菠菜、木瓜和菠菜之间的协同效果最佳。在土酸中西瓜和菠菜、柠檬和菠菜、大蒜和菠菜、柠檬和西瓜之间的协同具有缓蚀作用;并确定这8种协同提取液的最佳配比和电化学类型。利用协同提取液与多种化合物进行多组分复配,在土酸介质中研制出对碳钢有更好缓蚀效果的复合提取液J-XY。采用正交实验,确定不同组分间的最佳比例。同时研究了复合提取液的缓蚀性能以及对酸度、温度和时间的抗干扰能力。失重法结果表明,复合提取液J-XY在50℃以下的环境中,用量为3%,酸度在6%以下时缓蚀效果最好,碳钢腐蚀速率小于0.4000 g·m~(-2)·h~(-1),缓蚀率在97%以上。电化学法结果表明,J-XY为混合型缓蚀剂。J-XY无毒无害,是一种环境友好型的高效碳钢土酸清洗复合提取液。
【关键词】:碳钢设备 植物提取液 酸溶液 研制 评价
【学位授予单位】:辽宁师范大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2016
【分类号】:TG174.42
【目录】:
- 摘要4-5
- Abstract5-11
- 1 绪论11-24
- 1.1 绿色缓蚀剂的发展历程11-12
- 1.1.1 国外绿色缓蚀剂的发展11
- 1.1.2 国内绿色缓蚀剂的发展11-12
- 1.2 金属的腐蚀与防护12-17
- 1.2.1 金属的腐蚀及危害12
- 1.2.2 金属腐蚀的形态12-14
- 1.2.3 碳钢设备的腐蚀14
- 1.2.4 金属腐蚀的测定方法14-15
- 1.2.5 金属腐蚀的防护方法15-17
- 1.3 金属缓蚀技术17-19
- 1.3.1 缓蚀剂及绿色缓蚀剂的定义17
- 1.3.2 缓蚀剂类型17-18
- 1.3.3 缓蚀剂作用机理18
- 1.3.4 缓蚀剂协同作用18-19
- 1.3.5 影响缓蚀结果的因素19
- 1.4 植物提取方法和研究方法19-21
- 1.4.1 提取方法19
- 1.4.2 缓蚀剂研究方法19-21
- 1.5 缓蚀剂的应用技术21-22
- 1.5.1 化学清洗中的应用21
- 1.5.2 在石油化工中的应用21
- 1.5.3 在化学工业中的应用21-22
- 1.5.4 在大气腐蚀中的应用22
- 1.6 本文选题意义、研究内容22-24
- 1.6.1 选题意义22
- 1.6.2 研究内容22-23
- 1.6.3 创新性23-24
- 2 绿色植物提取液的筛选24-31
- 2.1 实验仪器及试剂24-25
- 2.1.1 实验仪器24-25
- 2.1.2 实验试剂25
- 2.2 实验方法25-26
- 2.2.1 测定碳钢腐蚀速率—失重法25-26
- 2.2.2 确定植物提取液缓蚀类型—电化学法26
- 2.3 结果与讨论26-31
- 2.3.1 失重法26-27
- 2.3.2 电化学法27-31
- 3 单种植物提取液缓蚀性能研究31-51
- 3.1 实验仪器、试剂及方法31
- 3.1.1 实验仪器31
- 3.1.2 实验试剂31
- 3.1.3 实验方法31
- 3.2 土酸中西瓜提取液缓蚀性能研究31-36
- 3.2.1 腐蚀速率与西瓜提取液浓度关系31-32
- 3.2.2 腐蚀速率与土酸浓度关系32-33
- 3.2.3 腐蚀速率与时间关系33
- 3.2.4 腐蚀速率与温度关系33-34
- 3.2.5 西瓜提取液电化学研究34-36
- 3.2.6 结论36
- 3.3 土酸中木瓜提取液缓蚀性能研究36-41
- 3.3.1 腐蚀速率与木瓜提取液浓度关系36-37
- 3.3.2 腐蚀速率与土酸浓度关系37-38
- 3.3.3 腐蚀速率与时间关系38
- 3.3.4 腐蚀速率与温度关系38-39
- 3.3.5 小结39
- 3.3.6 木瓜提取液电化学研究39-41
- 3.4 氢氟酸中西瓜提取液缓蚀性能研究41-45
- 3.4.1 腐蚀速率与西瓜提取液浓度关系41
- 3.4.2 腐蚀速率与氢氟酸浓度关系41-42
- 3.4.3 腐蚀速率与时间关系42-43
- 3.4.4 腐蚀速率与温度关系43
- 3.4.5 小结43
- 3.4.6 西瓜提取液电化学研究43-45
- 3.5 氢氟酸中木瓜提取液缓蚀性能研究45-51
- 3.5.1 腐蚀速率与木瓜浓度关系45-46
- 3.5.2 腐蚀速率与氢氟酸浓度关系46-47
- 3.5.3 腐蚀速率与时间关系47
- 3.5.4 腐蚀速率与温度关系47-48
- 3.5.5 小结48
- 3.5.6 木瓜提取液电化学研究48-51
- 4 植物提取液的协同效应51-68
- 4.1 实验仪器、药品及方法51
- 4.1.1 实验仪器、药品51
- 4.1.2 实验方法51
- 4.2 实验过程51-52
- 4.3 失重法研究结果52-59
- 4.3.1 植物提取液在5%土酸中协同效应52-55
- 4.3.2 植物提取液在5%盐酸中协同效应55-59
- 4.4 电化学法研究结果59-68
- 4.4.1 植物提取液在5%土酸中协同效应59-63
- 4.4.2 植物提取液在5%盐酸中协同效应63-68
- 5 碳钢土酸清洗复合提取液研制68-78
- 5.1 试剂、仪器及实验方法69
- 5.1.1 实验试剂69
- 5.1.2 实验仪器69
- 5.1.3 实验方法69
- 5.2 复合提取液的研制69-71
- 5.2.1 实验部分69-71
- 5.3 复合提取液J-XY性能评价71-78
- 5.3.1 复合提取液J-XY的确定71-72
- 5.3.2 腐蚀速率随J-XY浓度变化趋势72
- 5.3.3 腐蚀速率随土酸浓度变化趋势72-73
- 5.3.4 腐蚀速率随温度变化趋势73-74
- 5.3.5 腐蚀速率随时间变化趋势74-75
- 5.3.6 电化学研究75-76
- 5.3.7 直观分析76-78
- 结论78-79
- 参考文献79-82
- 攻读硕士学位期间发表学术论文情况82-83
- 致谢83
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,本文编号:899995
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