BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAMVIỆN HÓA HỌC Hà Nội - 2012 TRƯƠNG THỊ THẢO NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA VÀ KHẢ NĂNG ỨC CHẾ ĂN MÒN THÉP CACBON THẤP TRONG MÔI TR
Trang 1BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM
VIỆN HÓA HỌC
Hà Nội - 2012
TRƯƠNG THỊ THẢO
NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA VÀ KHẢ NĂNG
ỨC CHẾ ĂN MÒN THÉP CACBON THẤP TRONG
MÔI TRƯỜNG AXIT CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT
CÓ NGUỒN GỐC TỰ NHIÊN
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
Trang 2TRƯƠNG THỊ THẢO
NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA VÀ KHẢ NĂNG
ỨC CHẾ ĂN MÒN THÉP CACBON THẤP TRONG
MÔI TRƯỜNG AXIT CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT
CÓ NGUỒN GỐC TỰ NHIÊN
Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý Mã
số ngành: 62.44.31.01
LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1 GS.TS Lê Quốc Hùng
2 PGS.TS Vũ Thị Thu Hà
Trang 3Lời cảm ơn
Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh viện, Bộ phận Đào tạo, các phòng chức năng Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy giáo, GS.TS Lê Quốc Hùng, cô giáo PGS.TS Vũ Thị Thu
Hà đã tận tình hướng dẫn và tạo mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án
Tôi xin được cảm ơn anh chị em tập thể Ứng dụng tin học trong nghiên cứu hóa học - Viện Hóa học - Viện Khoa học
và Công nghệ Việt Nam và anh chị em trong Khoa Hóa học, trường ĐH Khoa học, ĐH Thái Nguyên đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận án
Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Phòng Ăn mòn, Trung tâm Đánh giá Hư Hỏng vật liệu- Viện Khoa học Vật liệu và phòng Tổng hợp Hữu cơ
-Viện Hóa học - -Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam
Tôi chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, học trò đã quan tâm, động viên và tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành luận án
Hà Nội, tháng 05 năm 2012
Nghiên cứu sinh
Trương Thị Thảo
MỤC LỤC
Trang LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIÉT TẮT DANH MỤC BẢNG DANH MỤC HÌNH
1.1 Tổng quan về ăn mòn kim loại 5
1.1.1 Định nghĩa ăn mòn kim loại 5
Trang 41.1.3 Khái quát về thép 8
1.2 Các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn kim loại 10
1.2.2 Lựa chọn vật liệu thích hợp 10
1.3 Sử dụng các chất ức chế bảo vệ chống ăn mòn kim loại 11
1.3.1 Giới thiệu về chất ức chế chống ăn mòn kim loại 11
1.3.2 Cơ chế hoạt động của chất ức chế ăn mòn kim loại 2
1.3.3 Phân loại chất ức chế ăn mòn kim loại 14
1.3.4 Các chất ức chế ăn mòn kim loại thực tế đã được sử dụng 15
1.3.5 Chất ức chế thân thiện môi trường 19
1.3.5.2 Tình hình nghiên cứu về chất ức chế xanh trong và ngoài nước 19
1.3.6 Giới thiệu một số cây trồng có tiềm năng dùng ức chế ăn mòn kim 30 loại ở Thái Nguyên CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC 36
NGHIỆM
2.1 Hóa chất, dụng cụ, thiết bị 36
Dụng cụ Thiết bị
Điều chế và khảo sát thành phần hóa học các chất ức chế ăn mòn kim loại
Điều chế các chất ức chế Xử lý mẫu lá tươi Chiết mẫu thực vật Tách cao chiết chè trong nước Tách caffein
Phương pháp khảo sát thành phần hóa học mẫu thực vật
Phương pháp sắc ký lớp mỏng
Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân(NMR)
Thực nghiệm khảo sát thành phần hóa học các mẫu thực vật
Phương pháp nghiên cứu ăn mòn kim loại
Các phương pháp nghiên cứu ăn mòn kim loại
Phương pháp quan sát
Phương pháp tổn hao khối lượng
36 36 37
37 37 37 38 39 39 39 40 42 42 42 42 44 45 50 50 50 51 52 55 55
55 55 56 62 65 69
Trang 5Các phương pháp điện hóa
Thực nghiệm nghiên cứu ăn mòn kim loại
Các loại mâu kim loại nghiên cứu
Chuân bị mâu kim loại
Chuẩn bị dung dịch
Thử nghiệm
CHƯƠNG 3: KÉT QUẢ THẢO LUẬN
Khảo sát ức chế ăn mòn thép bằng các sản phẩm chiết từ các mẫu thực vật
Chiết mẫu thực vật
Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn thép của các cao chiết thu được
Ánh hưởng của nồng độ cao chiết Ánh hưởng của nồng độ axit Ánh hưởng của thời gian thử nghiệm
Kết hợp một số phương pháp nghiên cứu ăn mòn và bảo vệ ăn mòn thép CT38 bằng một số chất ức chế khác nhau
Trang 6Ức chế ăn mòn thép CT38 trong môi trường axit bằng các sản phẩm tách từ cao chiết chè trong nước
Tách và khảo sát thành phần hóa học cao chiết chè trong nước Tách cao chiết chè trong nước W(C)
Khảo sát sơ bộ thành phần hóa học các cặn chiết phân đoạn từ cao chiết W(C)
Khả năng ức chế ăn mòn thép CT38 trong môi trường axit của các cặn chiết phân đoạn từ cao chiết chè
Khảo sát một số yếu tố trong sự ức chế ăn mòn thép CT38 trong môi trường axit của cặn nước tách từ cao chiết chè
Ảnh hưởng của nồng độ axit và nồng độ cặn chiết Ánh hưởng của thời gian thử nghiệm
Tách caffein và khảo sát khả năng dùng caffein làm chất ức chế ăn
mòn thép CT38 trong môi trường axit
Tách và xác định cofein
Ánh hưởng của nồng độ cofein
Ánh hưởng của nhiệt độ
Ánh hưởng của thời gian thử nghiệm
Đề xuất ban đầu cơ chế ức chế ăn mòn thép CT38 trong môi trường axit của các chất ức chế nghiên cứu
Cơ chế hấp phụ
Nhiệt động học quá trình hấp phụ và quá trình ăn mòn Cơ chế ức chế ăn mòn KÉT LUẬN
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BÓ TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC
81
81 81 82 83 87
87 89 92
92 94 100 101 105
105 110 114 116 118 119 128
Trang 7DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Ký hiệu
AES
AFM
B
C
C dl
CPE
D
DNA
DPD
E*
E
E am
EA
E(C)
EDS
EGCG
EIS
AE
FTIR
AGhp
H
H (%)
Hz
AH
i am
i đo
Ý nghĩa
Phổ điện tử Auger
Atomic force microscopy - Kính hiển vi lực nguyên tử
Cặn n-butanol
Nồng độ chất ức chế (g/l)
điện dung lớp kép
Nguyên tố pha
Cặn diclometan
Acid Deoxyribo Nucleic (ADN - tiếng pháp hay DNA - tiếng anh)
Phương pháp phân cực thế động
Năng lượng hoạt hóa quá trình ăn mòn
Thế ăn mòn (Thế mạch hở, thế nghỉ, thế oxy hóa khử) (V)
Cặn etylaxetat
Dịch chiết chè trong etanol (cao chiết)
Phổ tán sắc năng lượng tia X Epigallocatechin-3-ganat Đo tổng trở Năng lượng cộng hưởng từ hạt nhân
Fourier transform infrared spectroscopy - Quang phổ hồng ngoại chuyển đổi Fourier
Biến thiên thế đẳng nhiệt đảng áp quá trình hấp phụ
Cặn hexan
Hiệu quả bảo vệ (%)
Hertz (héc)Tần số
Biến thiên entanpi quá trình (hấp phụ)
Mật độ dòng ăn mòn (mA/cm2)
Mật đo dòng đo được đáp ứng theo thế áp vào (mA/cm2)
Trang 8DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
K Hằng số cân bằng hấp phụ
LSA Viết tắt tên hóa chất - d-lysergic axitamin
M Nồng độ mol/l
m Khối lượng (g)
M80(T
) Dịch chiết thuốc lá trong dung môi methanol:nước = 8:2 NR
M Phổ cộng hưởng từ hạt nhân
NTG
N-(5,6-diphenyl-4,5-dihydro-[1,2,4]ưtriazin-3-yl)-guanidin
ppm part of million - Nồng độ một phần triệu g/lít (mg/l)
Q hp Nhiệt hấp phụ
R p Điện trở phân cực (Q)
R S(Rdd) Điện trở dung dịch
S Diện tích (cm2)
SEM Phương pháp kính hiển vi điện tử quét
t Thời gian (phút, ngày)
T Nhiệt độ
UV Utraviolet - Tia tử ngoại hay tia cực tím
v Tốc độ ăn mòn
V Thể tích (l)
XPS, Phổ huỳnh quang tia X
ESC
A
W Cặn nước
W(C
) Dịch chiết chè trong nước
WDS Phôt tán sắc bước sóng tia X
WL Weight lost - tổn hao khối lượng
W(T) Dịch chiết thuốc lá trong nước
n Quá thế
p Hằng số tafel
Trang 9DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT DANH MỤC BẢNG