氨基酸类缓蚀剂的研究开发进展
缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向..
缓蚀剂的作用机理、研究现状及发展方向1缓蚀剂的作用机理缓蚀剂的作用机理概括起来可以分为两种，即电化学机理和物理化学机理[1]。
电化学机理是以金属表面发生的电化学过程为基础，解释缓蚀剂的作用。
而物理化学机理是以金属表面发生的物理化学变化为依据，说明缓蚀剂的作用。
这两种机理处理问题的方式不同，但它们并不矛盾，而且还存在着某种因果关系。
1.1缓蚀剂的电化学机理金属的腐蚀大多是金属表面发生原电池反应的结果，这也是造成浸蚀腐蚀最主要的因素，原电池反应包括阳极反应和阴极反应[1]。
如果缓蚀剂可以抑制阳极、阴极反应中的任何一个或两个，原电池反应将减缓，金属的腐蚀速度就会减慢。
把能够抑制阳极反应的缓蚀剂称为阳极抑制型缓蚀剂；能够抑制阴极反应的缓蚀剂称为阴极抑制型缓蚀剂；而既能抑制阳极反应又能抑制阴极反应的缓蚀剂称为混合型缓蚀剂。
重铬酸钾、铬酸钾、亚硝酸钠、硝酸钠、高锰酸钾、磷酸盐、硅酸盐、硼酸盐、碳酸盐、苯甲酸盐、肉桂酸盐等都属于阳极型缓蚀剂。
阳极型缓蚀剂对阳极过程的影响是：（1）在金属表面生成薄的氧化膜，把金属和腐蚀介质隔离开来；(2)因特性吸附抑制金属离子化过程；(3)使金属电极电位达到钝化电位[2]。
阴极型缓蚀剂主要通过以下作用实现缓蚀：(1)提高阴极反应的过电位．有时阴离子缓蚀剂通过提高氢离子放电的过电位抑制氢离子放电反应，例如，Na2C03、三乙醇胺等碱性缓蚀剂都可以中和水中的酸性物质，降低氢离子浓度，提高析氢过电位，使氢离子在金属表面的还原受阻，减缓腐蚀；(2)在金属表面形成化合物膜，如有机缓蚀剂中的低分子有机胺及其衍生物，都可以在金属表面阴极区形成多分子层，使去极化剂难以达到金属表面而减缓腐蚀；(3)吸收水中的溶解氧，降低腐蚀反应中阴极反应物的浓度，从而减缓金属的腐蚀。
混合型缓蚀剂对腐蚀电化学过程的影响主要表现在：(1)与阳极反应产物反应生成不溶物，这些不溶物紧密地沉积在金属表面起到缓蚀的作用，磷酸盐如Na3P04、Na2HP04对铁、镁、铝等的缓蚀就属于这一类型；(2)形成胶体物质，能够形成复杂胶体体系的化合物可作为有效的缓蚀剂，例如Na2Si03等；(3)在金属表面吸附，形成吸附膜达到缓蚀的目的，明胶、阿拉伯树胶等可以在铝表面吸附，吡啶及有机胺类可以在镁及镁合金表面吸附，故都可以起到缓蚀的作用[2]。
绿色缓蚀剂氨基酸在抑制金属腐蚀方面的应用
# # ［ 摘# 要］# 传统缓蚀剂，因其不可生物降解，从而导致环境问题。氨基酸类缓蚀剂是目前颇具前景的环境友好型绿 色缓蚀剂。氨基酸是蛋白质的基本构成物质，由于它具有小分子结构，从而稳定性非常好，并且可广泛应用于酸性介质、中 性介质及大气腐蚀介质中。综述了氨基酸类绿色缓蚀剂的缓蚀原理、来源及提取方法、缓蚀检测方法及其在缓蚀方面的应 用，并对氨基酸类缓蚀剂的应用及发展前景进行了展望。
团，同时含有羟基等亲水基团。这些基团带有较多的负电荷，可 以向金属的空白轨道提供电子，使金属表面覆盖的 QR$ S% 、CES" 和 7+7S$ 与组分 3 络合，而在金属表面形成稳定致密的化学吸 附保护膜———电中性绝缘层，从而使金属表面与腐蚀介质隔开， 减缓金属表面的化学腐蚀，从而达到缓蚀的目的。宝鸡文理学 院杨新科［2"］用提取胱氨酸后的废液做盐酸酸洗缓蚀剂，提取胱
的。为了弄清添加缓蚀剂后金属表面化学转化膜的性质，进而 氨酸后的废液中含有多种氨基酸，可成为盐酸溶液中优异的缓
;9 来源及提取方法
氨基酸的来源广泛。它在缓蚀方面的应用为许多富含蛋白
［ 收稿日期］$((/ . (’ . "& ［ 作者简介］吴伟明（"Q/’ . ），男，江西丰城人，副教授，在读博士，主要从事腐蚀与防腐研究、分析化学教学和金属的分离测定研究。
# !"
吴伟明等# 绿色缓蚀剂氨基酸在抑制金属腐蚀方面的应用 ##################################################
［ 关键词］# 金属腐蚀；氨基酸；绿色缓蚀剂 ［ 中图分类号］*+",’% ’$ # # # ［ 文献标识码］- # # # ［ 文章编号］"((" . &//(（$((/）(/ . ((!" . ($
氨基酸类绿色缓蚀剂研究进展
（ ． 西理 工大学 材料 与化学 工程 学 院 ， 西赣 州 ３ １ ０ ； １江 江 ４ ０ ０ ２ 北京 科技 大学 材料科 学 与工程 学 院 ， ． 北京 １０ ８ ） ０ ０ ３ 摘 要 ：绿 色化 学在金 属 腐蚀 方 面的应用研 究将 是 未来缓 蚀 剂科 学的发 展 方 向 ， 氨基 酸 缓蚀 剂
近 年来 ， 随着 人 类 环 境 保护 意 识 的增 强 和可 持
续 发展思 想 的深 人 ， 缓 蚀 剂 的开 发 和应 用 也 提 出 对
方 面有 了较大 的进 步 。推行绿 色 化学 的 目标 是 降低
或减 少有 毒物 质 的使 用 ， 造 出一 个 优 良的循 环 型 创
了新 的要求 。围绕 性 能 和经 济 目标 ， 究 开 发 对 环 研 境 不构 成破 坏作 用 ， 即运 用 绿 色化 学 的思 想研 究 和 制 备环 境友好 型缓 蚀 剂 ， 为 未来 缓 蚀 剂发 展 的方 成
是 当前 研 究较 活跃 的一类环 境友好 型缓蚀 剂 。在 实验研 究方法 、 基 酸 的种 类 、 究材 质 、 蚀 氨 研 缓
机理 等方 面综述 了氨基 酸 类缓 蚀 剂的近 期研 究进展 。 关键词 ： 基 酸 ； 氨 缓蚀 剂 ； 究 ； 研 进展 ； 境保 护 环 中图分 类号 ： Ｇ１ ４ ４ Ｔ ７ ．２ 文献标 识 码 ： Ａ
维普资讯
邃
文章 编 号 ：６ １ ８ ０
清洗世界
Ｃｌ ａ ｉ ｏ ｌ ｅ ｎ ｎｇ Ｗ ｒｄ
第 ２ 卷 第 １ 期 ３ １ ２ ０ 年 １ 月 ０７ １
氨 基 酸类 绿 色缓蚀剂 研 究进展
Ｐｒ ｇ ｅ ｓ ｏ ｅ ｎ Ｉ ｈｉ ｉｏ ｓ ｏ ｍ ｉ ｃ ｄ ｏ ｒ ｓ ｎ Ｇｒ ｅ ｎ ｂ ｔ ｒ ｆａ ｎｏ ａ ｉ ｓ Ｃ ＨＥＮＧ ｉ ｇ ａ ， Ｍ ｎｙ ｎ Ｗｅｍｉ ｇ ，ＤＵ ｉ ａ ｉ ｎ Ｈａｙ ｎ ，
氨基酸对金属腐蚀机理的影响研究
氨基酸对金属腐蚀机理的影响研究氨基酸对金属腐蚀机理的影响研究引言：金属腐蚀是一种常见的自然现象，具有重要的科学和工程意义。
研究金属腐蚀机理旨在寻找减轻或阻止金属腐蚀的方法。
氨基酸是一类重要的有机分子，广泛存在于生物体内，它们可能对金属腐蚀产生影响。
本文将探讨氨基酸对金属腐蚀机理的影响，并讨论其可能的应用前景。
一、氨基酸对金属腐蚀的影响氨基酸以它们的氨基和羧基与金属表面发生反应，从而改变金属腐蚀的速率和机理。
氨基酸可以通过以下几个方面影响金属腐蚀：1. 形成保护膜：部分氨基酸在金属表面形成一层致密的保护膜，阻止金属与环境中的氧、水等腐蚀剂接触，从而减缓或阻止金属的腐蚀。
这种保护膜可由氨基酸的背弃物生成，如糖胺、胱氨酸等。
糖胺在铁表面形成一层保护层，延缓铁的腐蚀速率。
胱氨酸在镍表面生成纳米结构，防止金属的进一步腐蚀。
2. 形成螯合络合物：部分氨基酸具有配位作用，可以与金属离子形成络合物，减少金属离子的活性，从而降低金属腐蚀的速率。
丙氨酸、组氨酸等氨基酸与钴离子形成络合物，减缓钴的腐蚀速度。
丝氨酸与汞离子形成络合物，减少汞的腐蚀。
3. 改变电化学反应的速率：氨基酸可以通过改变金属表面的局部电化学环境，改变金属与腐蚀剂的反应速率。
赖氨酸可以改变铁的阳极反应速率，减缓其腐蚀。
二、氨基酸在金属腐蚀研究中的应用氨基酸对金属腐蚀机理的影响有助于探索减少金属腐蚀的方法，具有重要的应用前景。
1. 防腐蚀涂层：通过控制氨基酸在金属表面的生成和组装，可以制备具有优异防腐蚀性能的涂层。
利用氨基酸的自组装特性，可以制备出致密的氨基酸膜，形成保护层，从而提高金属的抗腐蚀能力。
2. 抗氢脆性材料：氢脆是金属在受到氢的影响下变脆的现象。
氨基酸可以防止金属吸收和扩散氢，从而减少氢脆。
利用氨基酸的抗氢脆性能，可以制备出具有优异抗氢脆性能的金属材料，广泛应用于航空、能源等领域。
3. 腐蚀抑制剂：将氨基酸作为腐蚀抑制剂添加到金属腐蚀介质中，可以有效降低金属的腐蚀速率。
酸化介质中几种氨基酸的缓蚀性能及缓蚀机理
酸化介质中几种氨基酸的缓蚀性能及缓蚀机理陈武;郝敬丽;王大勇;梅平;赖璐【摘要】采用失重法、电化学方法研究了5种氨基酸在酸化介质中对A3钢片的缓蚀性能及缓蚀机理。
结果表明,在30℃时,五种氨基酸对A3钢的缓蚀效率均随盐酸浓度的增加而减小。
半胱氨酸对2%的盐酸中A3钢的缓蚀效率随温度的升高而增大,其余氨基酸的缓蚀效率均随温度的升高而下降;半胱氨酸对A3钢的缓蚀效率随加量的增加而下降,而其余四种氨基酸的缓蚀效率均随加量的增加而升高;在2%的盐酸中,氨基酸加量为200mg/L时,五种氨基酸对A3钢片的缓蚀效率依次为半胱氨酸〉酪氨酸〉组氨酸〉精氨酸〉亮氨酸;通过正交试验确定了半胱氨酸对A3钢在盐酸中的最佳缓蚀条件。
缓蚀机理探讨表明,五种氨基酸均为阴极抑制型缓蚀剂;亮氨酸和酪氨酸在A3钢片表面的吸附基本服从Frumkin等温线,而半胱氨酸、精氨酸和组氨酸的吸附不服从该等温线。
%The inhibition performance and mechanism of five amino acids as inhibitors for steel were studied in acidic media by weight loss method and electrochemical method.The results showed that the inhibition efficiency of these amino acids for A3 steel decreased with increasing the concentration of HCl at 30 ℃.The inhibition efficiency of cysteine for A3 steel in 2% HCl increased with the rise of the temperature while that of other amino acids decreased.To A3 steel,the inhibition efficiency of cysteine decreased with increasing the dosage of the amino acids while that of others increased.When the dosage of amino acids was 200 mg/L,the order of inhibition efficiency to A3 steel of these five kinds of amino acids was cysteine histidine tyrosine arginine leucine in 2% HCl.The optimal inhibiting condition of cysteine to A3 steel in HCl wasconfirmed through an orthogonal test.The results of the corrosion inhibition mechanism study show that all of these amino acids are cathodic inhibitors and the adsorption of leucine and histidine on A3 steel obeys the Frumkin equation while the adsorption of other amino acids do not obey it.【期刊名称】《腐蚀与防护》【年(卷),期】2012(033)005【总页数】5页(P390-393,399)【关键词】氨基酸;缓蚀效率;腐蚀机理;酸化介质【作者】陈武;郝敬丽;王大勇;梅平;赖璐【作者单位】长江大学化学与环境工程学院,荆州430023;长江大学化学与环境工程学院,荆州430023;长江大学化学与环境工程学院,荆州430023;长江大学化学与环境工程学院,荆州430023;长江大学化学与环境工程学院,荆州430023【正文语种】中文【中图分类】TG174.42氨基酸是分子中兼具有碱性氨基和酸性羧基的两性化合物，不但可以通过蛋白质水解制得，且在自然环境中能够全部分解成为缓蚀剂研究中受到关注的化合物［1，2］。
理论视阈下氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的方法探讨
时至今 １ 人们对 氨基酸作为绿色缓蚀剂在抑 制金 属腐蚀 ３，
方面 的运用 已做了大量的工作 ， 在应用绿色化学及其技术在环
境友好缓蚀剂 的研究方面也 已取得 了很大 的成就 。２ ０ 年 ， ０ ２ 宝 鸡文理学 院杨新科教授利用 失重 法 ， 将胱氨酸厂的废 液用做盐 酸酸洗缓蚀剂 ；０ ３ ，云南大学刘晓轩教授运用 失重法研究 ２０年
图１ 氨 基 酸 的 结构 式
从上图分析可知 ， 氨基酸中有着 多个氨基或多个羧基 。进
一
着严重局部腐蚀 的金属不能反应其真实情 况。 失重法按公式计算 ：
：
步解构 ， 氨基酸和羧基 数 目相等 的氨基 酸接近于 中性 ， 氨基 目则接近 于酸性 ， 因此 ， 氨基 酸可分为中性 、 碱性 、 酸性 氨基酸
１５ ￣ ， ９ ０ 分子动力学模拟方法开始被使用 ， 现在仍然是科研 计算中非常重要 的方法之一。 作为分子动力学模拟的根本原则 ，
使系统 中各组成部 分拆分为 以原 子或者分子为基 本单位的基 团， 然后利用牛顿定律解 出运动方程 ， 便能算 出在这一体系中所 有粒子的运动轨迹 ， 最后利用统计学计算系统的各种性质 、 系 体 的构型等。总体来看 ， 此方法在尺度上被视为微观尺度。 基于分析解 构 ， 分子动力学模拟 的过程 ， 粒子与粒子 、 粒子
酸 、 氨酸 、 亮 缬氨 酸 、 脯氨酸 、 蛋氨酸 、 氨酸等 ６ 氨基酸 ， 色 种 在 １ｍ ｌ ＩＩｍ ｌ ＨＳ 质 中对 铝 的缓 蚀 状 况 ；０ ６ ， ｏ ＬＨＣ＋ ｏ Ｌ ￣Ｏ 介 ／ ／ ２０ 年
Ｚ Ｇ ａｅ ． ｈｓｍ ｉ 和Ａ． ｉ ａ研究 了色氨基酸 、 氨酸 、 Ｔｚ ｒ ｐ 脯 蛋氨酸等 ３ 种 氨基 酸在硫 酸介 质 中对铅一 硒 一 锑一 砷合 金 的缓 蚀状 况 ；０ ７ ２０ 年 ， Ｍ． １Ｒ ｂｅ 和Ｎ．． ｅ ｌ Ｍ． Ｅ一 ａｉ ｅ Ｈ Ｈ ｌ 等研究 了甘氨 酸、 ａ 谷氨 酸 、 丙氨
氨基酸缓蚀剂缓蚀性能的实验评价与缓蚀机制分析
结果表明 ： 种缓蚀剂缓蚀效率的顺序 为半胱氨酸 ＞缬氨酸 ＞ 氨酸 ； ３ 丙 ３种分 子的反应活性 中心的分布基本相 同 ； 半 胱氨酸具有 两个亲 电取代反应 的活性 中心 ， 反应活性最高且缬 氨酸 比丙氨酸具有更强 的反应活性 ； 半胱氨 酸的吸附
稳定性最强， 其次是缬氨酸 ， 氨酸最差 。３种氨基酸缓蚀剂缓蚀效率 的理论评价结 果为半胱氨 酸 ＞缬氨酸 ＞丙氨 丙 酸， 与实验评价结果完全吻合。 关键词： 失重 法；量子化学计算 ；分子动力学模拟 ； 缓蚀机制
２１ ００年 第 ３ ４卷 第 ３期
中国石油大学学报 （自然科学版）
Ｊ ｕ ｎ ｌｏ ｈ ｎ ｎ ｖ ｒ ｉ ｆＰ ｔｏｅ ｍ ｏ ｒ ａ ｆ ｉａ Ｕ ｉｅｓｔ ｏ ｅｒ ｌｕ Ｃ ｙ
Ｖｏ ． ４ Ｎｏ ３ １３ ．
Ｊｎ２ ０ ｕ ． ０１
文 章 编号 ：６ ３５０ （００ ０ －１２０ １７ － ５ ２ １ ） ３ ５ －５ ０ ０
ｍｏｅ ｕｅ ｅ ｈ ｂｔ ｉｈ ｒｒ ａ ｔ ｎ ａ ｔｖ ｙｔ ａ ｌｎ ｎ ｌｃ ｌ ．Ｔ ｅａ ｓ ｒ ｔ ｎ ｓ ｂ ｌ ｙ ｏ ｓｅｎ ｓｔｅ ｓｒ ｎ ｅ ｔ ￣Ｕ ｗ ｄ ｌｃ ｌ ｘ ｉｉ ｈ ｇ ｅ ｅ ｃ ｉ ｃｉｉ ｈ ｎ ａａ ｉｅ ｍｏｅ ｕｅ ｈ ｄ ｏｐ ｉ ｔ ｉ ｔ ｆｃ ｔｉ ｅｉ ｔｏ ｇ ｓ ， ｏ ｅ ｓ ｏ ｔ ｏ ａ ｉ ｙ ｈ ｂ ａｉ ｅ ｎ ｌ ｉ ｅ ｉ ｔｅ ｗｏ ．Ｔ ｅ ｔｅ ｒ ｔ ａ ｅ ｕｔ ｈ ｗ ｔ ａ ｈ ｎ ｉ ｉ ｏ ｆ ｃ ｅ ｃ ｆｃ ｓ ｉ ｅ ｉ ｔｅ ｈ ｇ ｅ ｔ ｏ － ｙ ｖ ｌ ，ａ ｄ ａａ ｎ ｓ ｈ ｎｔ ｈ ｈ ｏ ｅｉ ｌｒｓ ｌ ｓ ｏ ｈ ｔ ｅ ｉ ｈ ｂｔ ｎ ｅ ｉｎ ｙ ｏ ｙ ｔ ｎ ｓ ｈ ｉｈ ｓ ，ｆｌ ｎ ｎ ｃ ｓ ｔ ｉ ｉ ｅ
脂肪酸氨基酰胺高温缓蚀剂的研究
吸 附平衡 ， 环烷 酸等 有机 酸和 金属 表 面隔 离 ， 到保 护材 质 的 目的 。 将 达
业 提 高经 济效 益具 有一 定 的实 际意义 』 。
在环烷酸腐蚀缓蚀剂的应用 中， 胺及酰胺是最早使用的品种 。由于这类缓蚀剂在高温下易分解 ， 使用后 很难达到理想 的效果 ， 因此 ， 逐渐被其他品种取代 ｊ 。
脂肪酸氨基酰胺高温缓蚀剂是以高沸点有机物为原料制成的油溶性缓蚀剂。它的缓蚀机理主要包括以
２２ ０ ； １０ ３ ２０１ ） １０ ５
（ ．镇 江市高等专科 学校 化 工 系， 苏 镇 江 １ 江
２ ．纳 尔科 （ 中国） 环保技 术服务有 限公 司 能源服务部 ， 苏 南京 江
摘
要 ： 注缓蚀 剂可以缓 解原油 中存在的环烷酸对 炼油设备 系统和管线的腐蚀破坏。合成脂肪酸氨基 酰胺 高温 加
３ ）滴加完成后 ， 将温度升至 ８ ～ ０℃ ， Ｏ ９ 继续搅拌 ３ｈ 。 ４ 升温至 １０— ８ ） ５ １０℃， 保持回流 ， 不断从分水器 中分出反应中生成的水 。
５ ）至 无水 生成 ， 发里 面 的溶剂 。 蒸 １２ 脂肪 酸氨 基酰胺 高温缓 蚀剂 的调 配 ．
取前一实验步骤合成的脂肪酸氨基酰胺 ， 按照脂肪酸氨基酰胺 ３％ ， ０ 磷酸三丁脂 ２ ％ ，１４２ ％ ， ０ Ｔ５ ０ 亚磷 酸三苯脂 ２ ％， ０ 重芳烃 １％的比例进行调配， ０ 制成脂肪酸氨基酰胺 高温缓蚀剂。调配好 的脂肪酸氨基 酰胺 高温 缓蚀 剂质 量指标 见 表 １ 。
- 1、下载文档前请自行甄别文档内容的完整性，平台不提供额外的编辑、内容补充、找答案等附加服务。
- 2、"仅部分预览"的文档,不可在线预览部分如存在完整性等问题,可反馈申请退款(可完整预览的文档不适用该条件!)。
- 3、如文档侵犯您的权益，请联系客服反馈,我们会尽快为您处理(人工客服工作时间：9:00-18:30)。
氨基酸类缓蚀剂的研究开发进展
氨基酸类缓蚀剂是一种新型绿色缓蚀剂，其具有环保、经济、高效等特点，因此在近年来成为研究的热点之一。
本文将从氨基酸类缓蚀剂的定义、种类、研究进展等方面进行探讨。
一、氨基酸类缓蚀剂的定义和分类
氨基酸是一种含有羧基和氨基的有机化合物，在缓蚀剂中广泛应用。
氨基酸类缓蚀剂可分为有机物基氨基酸类缓蚀剂、无机物基氨基酸类缓蚀剂两种。
有机物基氨基酸类缓蚀剂包括脂肪族氨基酸、芳香族氨基酸、硫醇酸、羟基酸、胺基酸等。
无机物基氨基酸类缓蚀剂包括缬氨酸、天门冬氨酸、组氨酸等。
二、氨基酸类缓蚀剂的研究进展
1、氨基酸类缓蚀剂的缓蚀机理
氨基酸类缓蚀剂通过与金属表面形成配位键，阻止金属表面被氧化还原反应所腐蚀。
具体机理包括吸附减少基底金属的暴露面积，增加盐溶液的电阻，修复由于腐蚀而被破坏的表面膜，改善金属表面的化学环境等。
2、氨基酸类缓蚀剂的改性
为了进一步提高氨基酸类缓蚀剂的缓蚀性能，人们尝试对其进行改性。
在传统氨基酸基础上，加入氧、氮等原子或者在分子结构中引入吡啶等杂环结构，或对其进行聚合等改性，可以提
高氨基酸类缓蚀剂的缓蚀效果，使其在实际应用中更加优良。
3、氨基酸类缓蚀剂的应用
氨基酸类缓蚀剂的应用范围广泛，可以用于水处理、石油化工、电子电器、冶金等领域。
在石油化工中，氨基酸类缓蚀剂可以用作海洋油钻设备的缓蚀剂，避免海洋环境中的玻璃化作用。
在制药工业中，氨基酸类缓蚀剂可以用于净化制药中的金属离子污染，保证药品的纯度。
综上所述，氨基酸类缓蚀剂是当今研究的热门领域之一，其具有高效、绿色、经济等诸多优点，在许多领域得到广泛的应用和发展。
为了更好地发挥其优势，研究者们还需进一步探索其缓蚀机理、改进其性能，为其实际应用提供更多的技术支持。