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CN117026236A - 一种法桐叶提取物缓蚀剂及其应用 - Google Patents

一种法桐叶提取物缓蚀剂及其应用 Download PDF

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CN117026236A
CN117026236A CN202310818879.XA CN202310818879A CN117026236A CN 117026236 A CN117026236 A CN 117026236A CN 202310818879 A CN202310818879 A CN 202310818879A CN 117026236 A CN117026236 A CN 117026236A
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corrosion inhibitor
leaf extract
extract
corrosion
acid solution
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CN202310818879.XA
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强玉杰
冉博元
项腾飞
王佳琪
李向红
王辉
孙飞
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University of Science and Technology Beijing USTB
Original Assignee
University of Science and Technology Beijing USTB
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Abstract

本发明涉及缓蚀剂技术领域，具体涉及一种法桐叶提取物缓蚀剂及其应用。本发明将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂；或者将法桐叶提取物用于钢材在盐酸溶液中的缓蚀剂。将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂时，缓蚀效率最高达到96.7％。将法桐叶提取物用于Q235钢在盐酸溶液中的缓蚀剂时，缓蚀效率最高达到93.1％。本发明提供的法桐叶提取物缓蚀剂在硫酸体系中对铜具有较好的缓蚀效果，以及在盐酸体系中对钢都具有较好的缓蚀效果；具有更为全面、优越的防腐蚀性能，能够满足不同材料的防腐蚀需求。

Description

一种法桐叶提取物缓蚀剂及其应用
技术领域
本发明涉及缓蚀剂技术领域，具体涉及一种法桐叶提取物缓蚀剂及其应用。
背景技术
随着工业化和城市化的加速发展，金属材料在建筑、交通、能源、化工等诸多领域中的应用越来越广泛。然而，金属材料容易受到大气、水、土壤等环境因素的侵蚀，导致腐蚀和损坏，给生产和生活带来了诸多问题和安全隐患。因此，金属材料防腐蚀技术成为了当前市场上的热门需求之一。当前国内外科技工作者已经采用了多种防护方法，其中包括开发新型耐蚀合金、采用电化学保护(如阴极保护和阳极保护)、表面处理、添加缓蚀剂以及涂层等。其中，添加缓蚀剂是应用最为广泛的方法之一，它具有用量少、操作简单、成本低廉、效果显著、通用性强等优点，因此在各种防腐蚀方法中占据了重要地位。大多数无机缓蚀剂，亚硝酸盐和钼酸盐因其高生物毒性和致癌性已被许多国家和地区禁用；有机缓蚀剂通常需要相对较大的剂量才能发挥作用，因此其应用也受到限制；杂化材料可以定制，具有良好的耐腐蚀性能和低毒性，但它们的合成方法通常昂贵且不太环保。随着环保意识的提高，从天然植物中提取绿色缓蚀剂已成为防腐蚀领域的研究热点。
研究表明，植物提取物是一种天然的绿色缓蚀剂，其具有来源广泛、无毒、无污染、低成本等特点，在缓蚀剂研究领域中具有重要地位。目前，人们已经开展了大量的植物提取物研究工作，如银杏叶、丝瓜叶、樟树叶、橄榄树叶等。利用植物提取物作为环境友好型缓蚀剂的研究是未来资源优化利用的一个重要方向。
发明内容
针对上述技术问题，本发明提供一种法桐叶提取物缓蚀剂及其应用。本发明提供的法桐叶提取物缓蚀剂在硫酸体系中对铜具有较好的缓蚀效果，以及在盐酸体系中对钢都具有较好的缓蚀效果；具有更为全面、优越的防腐蚀性能，能够满足不同材料的防腐蚀需求。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种法桐叶提取物缓蚀剂，所述法桐叶提取物缓蚀剂的活性成分包括：黄酮类化合物和寡肽；所述法桐叶提取物缓蚀剂的活性成分包括：黄酮类化合物和寡肽；所述黄酮类化合物包括：5,8-二羟基-2-(2-苯乙基)、紫云英苷、望春花黄酮醇苷、金丝桃苷、甘草查尔酮A、乔松素、原花青素B1；所述寡肽包括：环(酪氨酸-亮氨酸)二肽、环(L-苯丙氨酰-L-苯丙氨酰)。
所述法桐叶提取物缓蚀剂的制备方法为：
采用超纯水清洗新鲜法桐叶，烘干、研磨成粉；
将研磨后的法桐叶粉末加入到乙醇水溶液中加热搅拌并浸泡，过滤去除叶渣，放入冰箱冷藏，然后冷冻干燥获得法桐叶提取物缓蚀剂。
进一步地，所述烘干的步骤在烘箱中进行，烘干温度为328～338K，烘干时间为36～48h。
进一步地，采用的所述乙醇水溶液的质量分数为30～40％；所述法桐叶粉末和所述乙醇水溶液的料液比为(30-50):1000，单位g/mL。
进一步地，所述加热搅拌的温度为333～343K；所述浸泡的时间为1～3h；所述冷藏的时间为12～24h；所述冷冻干燥的温度为53K、冷冻干燥时间为20～28h。
一种法桐叶提取物缓蚀剂的应用，将法桐叶提取物用于铜或钢材在酸溶液中的缓蚀剂。
进一步地，将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂，或者将法桐叶提取物用于钢材在盐酸溶液中的缓蚀剂。
进一步地，将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂时，将所述法桐叶提取物加入硫酸溶液中，得到抑制测试溶液；采用的所述硫酸溶液的浓度为0.1-1M；在所述抑制测试溶液中，所述法桐叶提取物的浓度为100-400mg/L；
将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂时，缓蚀效率最高达到96.7％。
进一步地，将法桐叶提取物用于钢材在盐酸溶液中的缓蚀剂时，将所述法桐叶提取物加入盐酸溶液中，得到抑制测试溶液；采用的所述盐酸溶液的浓度为0.01-2M；在所述抑制测试溶液中，所述法桐叶提取物的浓度为50-400mg/L。
进一步地，将法桐叶提取物用于Q235、X60、X70、N80型碳钢在盐酸溶液中的缓蚀剂。
进一步地，将法桐叶提取物用于Q235钢在盐酸溶液中的缓蚀剂时，缓蚀效率最高达到93.1％。
在本发明中采用法桐叶提取物作为铜和钢材的缓蚀剂，与其他植物提取物缓蚀剂相比，法桐叶中组分更加丰富，含有大量的黄酮类化合物和寡肽是具有缓蚀作用的有效成分。法桐叶提取物中包含的黄酮类化合物包括：5,8-二羟基-2-(2-苯乙基)，紫云英苷，望春花黄酮醇苷，金丝桃苷，甘草查尔酮A，乔松素，原花青素B1；法桐叶提取物中包含的寡肽包括：环(酪氨酸-亮氨酸)二肽、环(L-苯丙氨酰-L-苯丙氨酰)，二十二烷酸。
其中，黄烷酮类化合物具有超离域性、完整的π键共轭体系、强配位氧原子和合适的空间构型，黄酮类化合物在金属表面的吸附活性中心为黄酮类母体骨架，且吸附作用方式为“水平吸附”，易与金属形成螯合配体，在防腐领域具有巨大的应用潜力；在本发明中，黄酮类化合物和寡肽通过反应位点的供体-受体相互作用，在铜、碳钢基材上生成氮碳保护膜，阻隔了腐蚀介质与钢表面的直接接触，从而达到了减缓腐蚀的效果。
本发明的有益技术效果：
针对传统缓蚀剂的不可降解性、有毒性、成本高、对环境造成污染等缺点，本发明提供的法桐叶提取物缓蚀剂采用了生物降解性和来源广泛的法桐叶作为缓蚀剂来源，保证了它的生物降解、成本低等优点；并且本发明提供的法桐叶提取物缓蚀剂使用时对环境无毒、无害；在缓蚀剂的合成制备或提取过程中也对环境的影响较小甚至没有影响；
由于法桐叶中含有众多活性成分，本发明的法桐叶提取物缓蚀剂在硫酸体系中对铜以及在盐酸体系中对钢都具有较好的缓蚀效果，具有更为全面、优越的防腐蚀性能，能够满足不同材料的防腐蚀需求。
附图说明
图1为本发明实施例中不同浓度法桐叶提取物对铜样品在0.5M硫酸环境下的极化曲线；
图2a为本发明实施例中不同浓度法桐叶提取物浸渍铜的Nyquist图，
图2b为本发明实施例中不同浓度法桐叶提取物浸渍铜的Bode图；
图3a为本发明实施例中，在298K下，铜样品在0.5M硫酸中浸泡6小时后的样品表面；
图3b为本发明实施例中，在298K下，铜样品在含300mg/L法桐叶提取物的0.5M硫酸中浸泡6小时后的样品表面；
图4a为本发明实施例中为308K温度下Q235钢在含不同浓度法桐叶提取物的1MHCl溶液中的Nyquist图；
图4b为本发明实施例中为318K温度下Q235钢在含不同浓度法桐叶提取物的1MHCl溶液中的Nyquist图；
图5为本发明实施例中电化学阻抗谱拟合所用的等效电路；
图6a为本发明实施例中308K温度下Q235钢在含不同浓度法桐叶提取物的1M HCl溶液中的动电位极化曲线；
图6b为本发明实施例中318K温度下Q235钢在含不同浓度法桐叶提取物的1M HCl溶液中的动电位极化曲线；
图7a本发明实施例中，308K下Q235钢在1M HCl溶液(不添加法桐叶提取物)中浸泡4h后的扫描电镜图(a)；
图7b本发明实施例中，308K下Q235钢在1M HCl溶液(法桐叶提取物浓度为400mg/L)中浸泡4h后的扫描电镜图；
图8a本发明实施例中，318K下Q235钢在1M HCl溶液(不添加法桐叶提取物)中浸泡4h后的扫描电镜图；
图8b本发明实施例中，318K下Q235钢在1M HCl溶液(法桐叶提取物浓度为400mg/L)中浸泡4h后的扫描电镜图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细描述。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。
相反，本发明涵盖任何由权利要求定义的在本发明的精髓和范围上做的替代、修改、等效方法以及方案。进一步，为了使公众对本发明有更好的了解，在下文对本发明的细节描述中，详尽描述了一些特定的细节部分。对本领域技术人员来说没有这些细节部分的描述也可以完全理解本发明。
本发明提供一种法桐叶提取物缓蚀剂实施例，所述法桐叶提取物缓蚀剂的活性成分包括：黄酮类化合物和寡肽；
所述黄酮类化合物包括：5,8-二羟基-2-(2-苯乙基)；所述寡肽包括：环(酪氨酸-亮氨酸)二肽。
在本实施例中，所述法桐叶提取物缓蚀剂为粉末状；所述法桐叶提取物缓蚀剂的制备方法为：
采用超纯水清洗新鲜法桐叶，烘干、研磨成粉；
将研磨后的法桐叶粉末加入到乙醇水溶液中加热搅拌并浸泡，过滤去除叶渣，放入冰箱冷藏，然后冷冻干燥获得法桐叶提取物缓蚀剂。
具体地，本发明中采用的法桐叶采摘自法国梧桐，(Platanus×acerifolia)，别名法桐、悬铃木。
具体地，先用超纯水将法桐叶清洗干净，然后用烘箱在328～338K(优选333K)下干燥36～48h(优选40h)。然后研磨成粉末并用孔径为1.25mm的筛子过筛，以获得干叶粉末；取研磨后的30-50g干叶粉末，加入到1000mL质量分数为30～40％的乙醇水溶液中，在磁力搅拌器中加热搅拌并浸泡，加热搅拌的温度为333～343K；所述浸泡的时间为1～3h；然后利用真空过滤装置去除法桐叶渣，将过滤后溶液装在玻璃容器中放入冰箱冷藏12～24h(优选18h)；最后用真空冷冻干燥机冷冻干燥得到的提取物，所述冷冻干燥的温度为53K、冷冻干燥时间为20～28h；获得法桐叶提取物缓蚀剂(棕色固体)。
本发明还提供一种法桐叶提取物缓蚀剂的应用，将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂；或者将法桐叶提取物用于钢材在盐酸溶液中的缓蚀剂。
具体地，将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂时，将所述法桐叶提取物加入硫酸溶液中，得到抑制测试溶液；采用的所述硫酸溶液的浓度为0.01M-1M；在所述抑制测试溶液中，所述法桐叶提取物的浓度为100-400mg/L。将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂时，缓蚀效率最高达到96.7％。
在本实施例中，将法桐叶提取物用于钢材在盐酸溶液中的缓蚀剂时，将所述法桐叶提取物加入盐酸溶液中，得到抑制测试溶液；采用的所述盐酸溶液的浓度为0.01-2M；在所述抑制测试溶液中，所述法桐叶提取物的浓度为50-400mg/L。
具体地，将法桐叶提取物用于Q235、X60、X70、N80等碳钢在盐酸溶液中的缓蚀剂；将法桐叶提取物用于Q235钢在盐酸溶液中的缓蚀剂时，缓蚀效率最高达到93.1％。
将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂的具体实验过程为：
(1)电极与铜酸洗溶液的制备
将裁剪好的铜片(2cm×2cm×0.2cm)放入加热到70℃的自制除油液中10min，通过热碱溶液对油脂的乳化反应和皂化反应去除铜片表面的油污，然后再将铜片放入去离子水浸泡10min中得到无油的铜片；之后将铜片放入125ml/L HCl中10min，通过盐酸溶液来去除铜片表面的氧化膜，再将铜片放入去离子水浸泡10min中，去除铜片表面残留的盐酸溶液；最后将铜片放入超声波乙醇溶液中清洗10min，利用超声波的空化作用，加速对铜片表面的污层进行去除，从而得到洁净无油的铜片。在电化学过程中，酸溶液为0.5M硫酸溶液，由浓硫酸(98％)和超纯水制备。将梧桐提取物加入0.5M硫酸溶液中，分别得到100mg/L、200mg/L、300mg/L、400mg/L梧桐提取物的溶液。
(2)电化学测试：
电化学阻抗谱(EIS)是在电化学工作站(CHI660E，上海辰华仪器公司)上进行的，电极为饱和甘汞电极(SCE)，对电极为铂片，铜片样品为工作电极(工作面积1×1cm2)。扫描频率区域为10-2Hz～105Hz，EIS数据由Zsimpwin软件拟合，相应的缓蚀效率(η)按公式(1-1)计算：
式中，icorr和icorr,0分别表示有和没有法桐叶提取物实验组对应的腐蚀电流密度。
表面形貌观察：
将预处理后的铜样品(0.5cm×0.5cm×0.5cm)浸泡在不加法桐叶提取物和加入300mg/L法桐叶提取物的0.5M硫酸溶液，在298K下浸泡6h后进行FE-SEM试验。
为了研究铜电极的表面性质和法桐叶提取物在铜表面吸附的动力学过程，在298K时，铜电极在不同浓度的法桐叶提取物溶液中，进行电化学阻抗测试。
图1为不同浓度法桐叶提取物在硫酸环境下的Cu电极的极化曲线。随着法桐叶提取物浓度的增加，腐蚀电位的值向负电位方向移动。在腐蚀电流密度方面，在加入法桐叶提取物之后，值下降了一个数量级，并随着法桐叶提取物浓度的增加呈下降趋势，在浓度为300mg/L时，腐蚀电流密度最小。表明铜的腐蚀速率受到了抑制。这说明法桐叶提取物在Cu界面形成保护膜，抑制了Cu电极的腐蚀。表1为相应的极化曲线数据，在不含法桐叶提取物的试验溶液中，铜电极表面的icorr值为0.1234mA/cm2。当梧桐提取物浓度达到300mg/L时，铜电极界面的icorr降至0.004351mA/cm2；法桐叶提取物缓蚀效率可达96.7％。
表1不同浓度法桐叶提取物在硫酸环境下的Cu电极的极化曲线数据
浓度(mg/L) Ecorr(mV/SCE) icorr(mA/cm2) βc(V dec-1) βa(V dec-1) η(％)
Blank 20 0.1234 -5.424 9.544 --
100 8 0.03059 -5.721 13.396 75.2
200 -40 0.008188 -5.504 16.951 93.4
300 -39 0.004351 -5.970 15.367 96.7
400 -44 0.004402 -5.725 17.712 96.4
图2a-图2b显示了加入不同浓度的法桐叶提取物时铜试样的Nyquist和Bode数据。在298K下进行了EIS试验，对于图2a的Nyquist数据，法桐叶提取物的加入增加了电容电抗弧的直径，随着浓度的增加，电容半径大大增加，在加入300mg/L的法桐叶提取物时，电容电抗弧的半径达到了最大。这现象说明铜在这些溶液中的腐蚀程度降低了。这是由于铜表面可以被法桐叶提取物所覆盖。对于图2b的Bode数据，可以选择|Z|0.01HZ来评价电极的腐蚀速率。显然，当将铜试样浸入0.5M硫酸溶液中时，|Z|0.01HZ值约为2.9Ω。在法桐叶提取物溶液中，随着浓度的增加，|Z|0.01HZ值保持在4Ω附近。在300mg/L法桐叶提取物溶液中，|Z|0.01HZ值达到4.15Ω，达到了最大。此外，在所有相角曲线上均观察到两个时间常数，峰高随着法桐叶提取物浓度的增加而增加，相位角的频率范围变宽，峰高和峰宽在法桐叶提取物浓度为300mg/L时达到了顶峰，这表明法桐叶提取物在铜/溶液界面的吸附具有强烈的响应。
采用常规等效电路图拟合EIS参数，拟合后的参数如表2所示。可以清楚地发现，随着法桐叶提取物浓度的增加，Qf和Qdl的值随着法桐叶提取物的增加而明显呈现下降的趋势，在浓度为300mg/L时达到最小。Qf和Qdl值降低是因为梧桐提取物形成一个紧密有序的保护膜，代替铜表面的水分子而吸附于铜表面，因此暴露在腐蚀性环境中的铜电极面积减少。Rct和Rf的值随着法桐叶提取物浓度的增大而增加，在浓度为300mg/L时达到最大，表明了法桐叶提取物在铜表面的吸附阻碍了电荷的转移。因此，电化学阻抗谱数据可以有力地证明法桐叶提取物具有较高的缓蚀性能。
表2不同浓度的法桐叶提取物浸泡铜电极的EIS数据
图3a-图3b为不同实验处理后铜试样的SEM图像。图3a是铜试样暴露在0.5M硫酸溶液中6小时的图像。铜表面腐蚀严重，表面粗糙，凹坑多，腐蚀产物多。图3b是铜样品在加入300mg/L梧桐提取物的0.5M硫酸溶液中的表面图像。受梧桐提取物保护的表面比不受保护的表面表现出相对光滑的形态。这些观察结果表明，在铜样品的表面形成了一种抑制膜。因此梧桐提取物能够有效地抑制铜样品在0.5M硫酸溶液中的腐蚀行为，这与电化学结果一致。
将法桐叶提取物用于钢材在盐酸溶液中的缓蚀剂的具体实验过程为：
(1)电极和抑制体系的制备
设计五种不同的缓蚀体系，以检查法桐叶提取物的缓蚀效果以及不同浓度对缓蚀性能的影响。采用1M HCl(0.01-2M HCl都可)溶液作为溶剂，分别配制含0、50、100、200、400mg/L法桐叶提取物的溶液作为抑制测试体系。
本发明选用的金属材料为纯度为99.8％的Q235碳钢。电化学试样尺寸为：1cm×1cm×1cm，除工作面外(工作面积为1×1cm2)，其它部位均用环氧树脂进行密封固化，制作为电极。
(2)电化学测试
电化学测试在Gamry Reference 600+电化学工作站进行，使用经典的三电极体系进行测试，其中上述处理过的Q235碳钢作为工作电极，1cm2的铂片作为对电极，饱和甘汞电极作为参比电极。每次实验前，用一系列不同等级的砂纸(400、800、1200和2000)打磨工作电极，用蒸馏水洗涤，并用丙酮脱脂。在308和318K的温度控制的水浴中进行测试。首先，将工作电极浸入测试溶液中1800秒以获得稳定的开路电位。然后进行电化学阻抗谱(EIS)测试，在开路电位上施加±5mV的正弦波为交流信号，扫描频率范围为10-2～105Hz，实验数据通过ZsimDemo拟合软件进行拟合。最后，以2mV/s的扫描速率记录电位动态极化曲线，并将开路电位设定为正负250mV。
在308K和318K温度下进行了电化学阻抗谱测试，以说明Q235钢在1M HCl溶液中腐蚀电化学过程的动力学特征以及添加法桐叶提取物之后的缓蚀效果，所获得的Nyquist图如图4a-图4b所示，具有各种浓度的法桐叶提取物的Nyquist图由高频区域中的近似半圆的容抗弧组成，高频区的容性电弧与电荷转移电阻和双电层电容有关。在溶液中加入法桐叶提取物后，随着其浓度的增加，容抗弧半径大大增加。由此间接表明当1M盐酸溶液含有法桐叶提取物时，金属表面与溶液之间形成了一层保护膜，而随着法桐叶提取物浓度的增加，使得保护膜变得更加致密，以至于容抗值增加。此外，通过对比308K(图4a)和318K(图4b)下的Nyquist图，随着温度的升高，电容弧半圆的尺寸减小，这意味着高温加速了腐蚀。尽管如此，相对于空白溶液，添加法桐叶提取物后的阻抗值显著增加，从而证明了法桐叶提取物在高温下的高抑制能力。
对Q235钢电极在1M HCl溶液中的阻抗数据通过Zsimpwin软件来拟合，等效电路如图5所示，获得的电化学参数列于表3和4。其中包括溶液电阻Rs，膜电阻Rf，电荷转移电阻Rct，CPE为相位角元件，表示非理想电容，即电极界面处双电层的电容值。常相位角元件CPEdl和CPEf，分别代表双层电容Cdl和膜电容Cf。CPE的值可以通过等式(2-1)计算获得：
其中，Y0是CPE的膜值，ω是角频率，j是虚数(j2＝-1)，n是弥散效应指数，反映电极表面的不均匀性。当n为-1、0、0.5和1的不同值时，CPE代表不同的元件，可以看作是电感、电阻、Warburg阻抗和电容。
由表3和表4数据可以看出，电荷传递电阻Rct和膜电阻Rf的值随着法桐叶提取物浓度增大而增大，即腐蚀行为的阻力增大，表现出更好的缓蚀性能。此外，Cdl的值随着缓蚀剂浓度的增加呈现递减趋势，说明缓蚀剂分子在金属铜表面发生吸附行为。可以通过如下表达式解释：
其中，ε和ε0分别代表介电常数和真空介电常数。S代表工作电极的有效面积，d代表双电层的厚度，其值是可变的。由表3和4可以看出，随着法桐叶提取物浓度的增加，Cdl值逐渐下降，这归因于钢表面的水分子被缓蚀剂分子取代。由于缓蚀剂分子体积比水分子大，介电常数比水的小，所以会导致双电层厚度增大，局部介电常数减小。此外，S值随着法桐叶提取物分子吸附在钢基体上而减小，这些元素共同促进了Cdl的降低，并为保护钢的阻隔膜的发展提供了显著的支持。缓蚀效率η可由等式(2-3)确定：
其中，Rp和Rp,0分别是在1M盐酸溶液中没有和有法桐叶提取物的极化电阻。由表3和4可知，缓蚀效率η随着法桐叶提取物浓度的增大而增加，且318K比308K下的缓释效率低，这意味着高温加速了腐蚀。
表3 308K时Q235钢在含不同浓度法桐叶提取物的1M HCl溶液中的阻抗参数
表4 318K时Q235钢在含不同浓度法桐叶提取物的1M HCl溶液中的阻抗参数
(3)极化曲线分析
在308K和318K条件下，对Q235钢电极在不含和含不同浓度法桐叶提取物的1M盐酸中进行了极化试验，阳极和阴极极化曲线的结果见图6。相应的腐蚀动力学参数总结于表5和表6，其中Ecorr代表腐蚀电位，icorr代表腐蚀电流密度，θ代表表面覆盖程度，η代表缓蚀效率。βc和βα分别是通过外推法得到的阴极Tafel斜率和阳极Tafel斜率。θ和η通过以下公式计算：
η＝θ×100 (2-5)
其中icorr,0和icorr分别指没有和有法桐叶提取物时的腐蚀电流密度。从图6a-图6b可以看出，加入法桐叶提取物后，腐蚀电位负移，由于法桐叶提取物仅抑制了阴极反应，而腐蚀电位移动幅度小于85mV，说明法桐叶提取物是一种“适度的”阴极型缓蚀剂。此外，腐蚀电流密度降低，且随着法桐叶提取物浓度的增加，腐蚀电流密度持续降低，缓蚀效率逐步增大，在400mg/L时缓蚀效率达到最大值93.1％(308K)和87.8％(318K)，表明法桐叶提取物分子在Q235钢表面形成一层保护膜，阻断了腐蚀介质与钢表面的直接接触，从而达到了缓蚀的效果。
表5 308K时Q235钢在含不同浓度法桐叶提取物的1M HCl溶液中的极化曲线参数
表6 318K时Q235钢在含不同浓度法桐叶提取物的1M HCl溶液中的极化曲线参数
(4)表面形貌观察
Q235钢表面形貌分析采用的是场发射扫描电子显微镜(ZEISS MERLIN COMPACT)进行测试。测试前，Q235钢表面需经过500到5000目的水相砂纸依序打磨，六面均打磨至表面光滑如镜。之后分别在去离子水和无水乙醇溶液中超声清洗，最后冷风吹干表面以备用。分别将处理后的Q235钢在308K和318K(273-373K均可)的温度下浸入未有和含有400mg/L法桐叶提取物的1M HCl溶液中4小时。浸泡完成后再次利用去离子水和无水乙醇依次超声，冷风风干以用于检测。
图7a-图7b和图8a-图8b显示了在308K和318K下，Q235钢在1M HCl溶液和含400mg/L法桐叶提取物的1M HCl溶液中浸泡4h后的扫描电镜图。可以看出，在空白溶液中浸泡后的Q235钢被严重腐蚀，表面十分粗糙，出现大小不一的蚀坑，且表面附着有较多氧化产物，且随着温度升高，318K下的Q235钢表面腐蚀更为严重。而在同样的腐蚀情况下，当加入法桐叶提取物后，不同温度下的Q235钢的表面均变得较为平整，腐蚀产物明显减少，且308K下的腐蚀产物明显少于318K下的腐蚀产物，表明法桐叶提取物有效防止了HCl溶液对Q235钢基体的侵蚀。因此，可以得出结论，法桐叶提取物具有一定的缓蚀性能，这与电化学实验的结果相一致。
以上所述仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种法桐叶提取物缓蚀剂，其特征在于，所述法桐叶提取物缓蚀剂为粉末状；
所述法桐叶提取物缓蚀剂的制备方法为：
采用超纯水清洗新鲜法桐叶，烘干、研磨成粉；
将研磨后的法桐叶粉末加入到乙醇水溶液中加热搅拌并浸泡，过滤去除叶渣，放入冰箱冷藏，然后冷冻干燥获得法桐叶提取物缓蚀剂。
2.根据权利要求1所述一种法桐叶提取物缓蚀剂，其特征在于，所述烘干的步骤在烘箱中进行，烘干温度为328～338K，烘干时间为36～48h。
3.根据权利要求1所述一种法桐叶提取物缓蚀剂，其特征在于，采用的所述乙醇水溶液的质量分数为30～40％；所述法桐叶粉末和所述乙醇水溶液的料液比为(30-50):1000，单位g/mL。
4.根据权利要求1所述一种法桐叶提取物缓蚀剂，其特征在于，所述加热搅拌的温度为333～343K；所述浸泡的时间为1～3h；所述冷藏的时间为12～24h；所述冷冻干燥的温度为53K、冷冻干燥时间为20～28h。
5.一种法桐叶提取物缓蚀剂的应用，其特征在于，将法桐叶提取物用于铜或钢材在酸溶液中的缓蚀剂。
6.根据权利要求5所述一种法桐叶提取物缓蚀剂的应用，其特征在于，将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂，或者将法桐叶提取物用于钢材在盐酸溶液中的缓蚀剂。
7.根据权利要求6所述一种法桐叶提取物缓蚀剂的应用，其特征在于，将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂时，将所述法桐叶提取物加入硫酸溶液中，得到抑制测试溶液；采用的所述硫酸溶液的浓度为0.1-1M；在所述抑制测试溶液中，所述法桐叶提取物的浓度为100-400mg/L；
将法桐叶提取物用于铜在硫酸溶液中的缓蚀剂时，缓蚀效率最高达到96.7％。
8.根据权利要求6所述一种法桐叶提取物缓蚀剂的应用，其特征在于，将法桐叶提取物用于钢材在盐酸溶液中的缓蚀剂时，将所述法桐叶提取物加入盐酸溶液中，得到抑制测试溶液；采用的所述盐酸溶液的浓度为0.01-2M；在所述抑制测试溶液中，所述法桐叶提取物的浓度为50-400mg/L。
9.根据权利要求8所述一种法桐叶提取物缓蚀剂的应用，其特征在于，将法桐叶提取物用于Q235、X60、X70、N80型碳钢在盐酸溶液中的缓蚀剂。
10.根据权利要求9所述一种法桐叶提取物缓蚀剂的应用，其特征在于，将法桐叶提取物用于Q235钢在盐酸溶液中的缓蚀剂时，缓蚀效率最高达到93.1％。
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