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金属缓蚀剂及其研究进展 指导老师：陈存华 主 讲 人：张 伟 学 号：2010214131 研究背景 研究现状 机理简述 研究前沿 未来展望 目录摘要 金属腐蚀，就是指金属在外界环境的作用下引起的破坏或变质。它不仅影响了原有金属的光泽，而且带来了很大的经济损失。 据报道2000年美国由于金属腐蚀造成的直接经济损失约为1300 多亿美元，在2005年我国由于腐蚀所造成的直接经济损失约占国民经济总产值的2%-4%，而间接损失几乎无法估量。金属腐蚀不但限制了科学技术的发展，破坏了工艺过程和生产节奏，而且污染环境，影响人类的身体健康。所以，怎样防止金属腐蚀已成为世界性的问题。 研究背景 缓蚀剂（Corrosion Inhibitor）是一种无机物或有机物，加到腐蚀介质中，借助于这种物质在金属和腐蚀介质的界面上的物理和化学作用，可以防止或降低金属的腐蚀速度，减少金属在所在介质中的腐蚀。 基本概念 缓蚀剂在金属防护中的应用，是腐蚀科学与表面工程学科发展的一项重要成就。百余年来，缓蚀剂的开发、应用在化工、石油、电力、机械、金属加工、交通运输、核能及航天等领域中，起着极其重要的作用。近半个世纪以来，缓蚀剂的品种、质量得到了进一步扩大和提高。30年代以前，缓蚀剂的品种只有百余种。到80年代中期，仅酸性介质缓蚀剂的品种就已超过5000 余种。这种发展速度是其他化学助剂、添加剂类无以伦比的。当前，世界各国相关的科技界、企业界对它的开发和应用前景极为关注。 研究现状 金属的缓蚀有多种机理，其中主要的作用有： （1) 屏蔽效应。这主要是由于缓蚀剂的存在阻碍了金属颜料与腐蚀介质的接触，降低了腐蚀速度，同时也可能因为缓蚀剂分子上的基团与腐蚀介质的分子基团形成了螯合作用，减低了腐蚀介质对金属颜料的侵害。 （2) 电化学防护：当缓蚀剂、金属颜料与腐蚀介质之间由于电化学反应形成了一层保护膜，这层膜的形成减少了介质对颜料的腐蚀，从而保护了金属颜料。大多数的有效保护作用都是这些效应相互结合得到的。 机理简述 金属的缓蚀一直是人们极为关注的重要课题。以前有很多缓蚀剂成品，但多数由于其毒性和对环境及人类的影响，使其应用受到诸多限制。这使得环境友好型缓蚀剂的研究和开发成为了一个重要的研究方向,其中一类就是医用药物。 1.中药类类缓蚀剂 黄 连 牛黄解毒片 2.西药类缓蚀剂 头孢类 咪唑啉类 苯并咪唑类 喹诺酮类 乌洛托 前沿研究 头孢类是一种广泛使用的抗生素类药物，其分子含有活性原子能够吸附在金属表面上，从而阻止腐蚀。 研究结果： Sudhish Kumar Shukla等研究了头孢氨芐作为缓蚀剂在1mol?L-1盐酸中对碳钢的缓蚀作用。结果表明，当其浓度达到400mg?L-1 时，缓蚀率最大达到92.1%。 Sudhish Kumar Shukla等研究了头孢唑啉在35-65℃的1mol?L-1 盐酸中对碳钢的缓蚀作用，结果表明，它是一种以阴极抑制混合型缓蚀剂，其缓蚀率随着其浓度的升高而增加，当浓度0.876mmol?L-1 时，缓蚀率达到最高92.7%。 前沿研究 研究意义 （1）减少了大量钢铁等金属材料的腐蚀损耗。例如酸洗，不用缓蚀剂时，金属材料的1/3可被腐蚀损耗。使用缓蚀剂可使损耗减少到1/9，同时大大减少了酸的用量。 （2）大大地减少了金属设备的腐蚀损坏，并可用普通钢材代替昂贵的金属材料设备。 （3）使用缓蚀剂才能使某些现代化先进技术能够实施。如油田的酸化，可大大提高石油的产量，但必须解决油井酸化用缓蚀剂问题。又如利用开路法对发电机组进行氢氟酸酸洗，是一项新技术。 未来展望 随着我国经济的发展和科技水平的不断提高，金属材料被越来越广泛的应用于社会的各个行业中，金属防腐也变得越来越重要。目前使用的大多数金属缓蚀剂中都含有一些对人体和环境有害的物质，而绿色金属缓蚀剂为缓蚀剂的环保、方便、经济、高效的应用开辟了新途径。由于技术水平所限，现有绿色缓蚀剂的应用范围还比较小，其缓蚀机理尚需要进一步的研究和探讨。 如何在现有天然提取物中发现新的金属缓蚀剂，研究各种绿色缓蚀剂的协同效应和作用机理将成为今后环保型金属缓蚀剂的发展方向。 参考文献： [1] 何新快,陈白珍,张钦发.缓蚀剂的研究现状与展望.材料保护,1001-1560(2003)08-0001-03 [2] 张大全,高立新,周国定.国内外缓蚀剂研究开发与展望.腐蚀与防护,1005-48X(2009)09- 0604-07 [3] 刘辉,叶红齐,尹隽.国外