【引言】

    金屬的腐蝕防護是關(guān)乎國計民生的重大戰(zhàn)略，而緩蝕劑技術(shù)由于具有良好的效果和較高的經(jīng)濟效益，已成為防腐蝕技術(shù)中應(yīng)用最廣泛的方法之一。進入21世紀(jì)，從環(huán)境保護的角度來看，可持續(xù)發(fā)展戰(zhàn)略已成為各國的共識，“綠色”緩蝕劑是未來的重要發(fā)展方向。2-異丁基噻唑和2-乙酰基噻唑分別天然存在于番茄和土豆中，由于它們可以作為食物香料直接被食用，在一定劑量內(nèi)屬于環(huán)保型緩蝕劑，使用過程中給環(huán)境帶來的影響很小。因此，食物香料作為一種綠色環(huán)保型緩蝕劑，引起了國內(nèi)外學(xué)者的廣泛關(guān)注。

    【成果簡介】

    重慶大學(xué)張勝濤教授課題組譚伯川博士發(fā)現(xiàn)了番茄和土豆中2-異丁基噻唑和2-乙酰基噻唑?qū)65鋼在硫酸中具有卓越的緩蝕性能。首先，利用電化學(xué)測試手段證明了在不同濃度下2-異丁基噻唑（ITT）和2-乙酰基噻唑（TEO）能有效的抑制X65的腐蝕，并且屬于混合型緩蝕劑，其中，2-乙酰基噻唑展現(xiàn)了更卓越的緩蝕性能。并用形貌表征、等溫吸附模型、量子化學(xué)計算等方法闡明了其作用機制。該成果以“Corrosion inhibition of X65 steel in sulfuric acid by two food flavorants2-isobutylthiazole and 1-（1,3-Thiazol-2-yl） ethanone as the green environmentalcorrosion inhibitors: Combination of experimental and theoretical researches”為題發(fā)表在期刊Journal of Colloid and Interface Science上。

    【圖文導(dǎo)讀】

    圖1：番茄和土豆中2-異丁基噻唑和2-乙酰基噻唑的化學(xué)式

    圖2. X65鋼在0.5 M硫酸中含有不同濃度緩蝕劑的動電位極化曲線圖

    圖3. X65鋼在0.5 M硫酸中含有不同濃度緩蝕劑的Nyquist圖

    圖4：在298 K時X65鋼在0.5 M硫酸溶液及含有緩蝕劑時浸泡后的形貌

表征（a）  剛打磨后的銅的3D形貌圖，（b）在含有5 mM TEO的硫酸中浸泡4小時后的3D形貌圖，（c） 在含有5 mM ITT的硫酸中浸泡4小時后的3D形貌圖，（d） 在5M硫酸中浸泡4小時后的3D形貌圖。

    圖5：與圖4中相對應(yīng)的2D等高線以及平均粗糙度

    圖6：ITT和TEO在298K下在X65鋼表面的朗繆爾吸附模型

    圖7：ITT和TEO分子的優(yōu)化結(jié)構(gòu)及軌道密度分布

    圖8：ITT和TEO在Fe（110）表面的分子動力學(xué)吸附模型

    【小結(jié)】

    1. 電化學(xué)實驗結(jié)果顯示ITT和TEO分子對X65鋼在硫酸中屬于混合型緩蝕劑，TEO和ITT都明顯取代X65鋼表面的水分子形成保護膜，動電位極化和阻抗譜實驗都顯示出TEO比ITT的緩蝕效果明顯更大。

    2.形貌分析證明了ITT和TEO能有效的抑制X65鋼在硫酸中的腐蝕，形貌結(jié)果和電化學(xué)實驗結(jié)果相符合的。

    3. ITT和TEO在X65鋼表面的吸附符合朗繆爾吸附等溫模型并且涉及到物理和化學(xué)吸附。

    4.理論計算表明，ITT和TEO在酸性條件能夠被質(zhì)子化，并且質(zhì)子化后有利用ITT和TEO在X65鋼表面的吸附。分子動力學(xué)模擬證明TEO比ITT在X65鋼表面的結(jié)合能更大。

    文章鏈接：Corrosioninhibition of X65 steel in sulfuric acid by two food flavorants 2-isobutylthiazoleand 1-（1,3-Thiazol-2-yl） ethanone as the green environmental corrosioninhibitors: Combination of experimental and theoretical researches （Journal ofColloid and Interface Science 538 （2019） 519–529）

    本文由重慶大學(xué)化學(xué)化工學(xué)院譚伯川博士供稿。

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