Nghiên cứu tách chiết và ứng dụng dịch chiết vỏ quả cam, quýt ở Quảng Nam làm chất ức chế ăn mòn kim loại

Header Page of 126 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG NGUYỄN THỊ MỸ DUNG NGHIÊN CỨU TÁCH CHIẾT VÀ ỨNG DỤNG DỊCH CHIẾT VỎ QUẢ CAM, QUÝT Ở QUẢNG NAM LÀM CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI Chuyên ngành: Hóa hữu Mã số: 60 44 27 TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC Đà Nẵng - Năm 2011 Footer Page of 126 Header Page of 126 Công trình ñược hoàn thành ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Lê Tự Hải Phản biện 1: Phản biện 2: Luận văn ñược bảo vệ Hội ñồng bảo vệ chấm Luận văn tốt nghiệp Thạc sĩ Khoa học họp Đại học Đà Nẵng vào ngày 30 tháng 12 năm 2011 Có thể tìm hiểu luận văn tại: - Trung tâm thông tin - Học liệu - Đại học Đà Nẵng - Thư viện trường Đại học Sư Phạm, Đại học Đà Nẵng Footer Page of 126 Header Page of 126 MỞ ĐẦU LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI Hằng năm, giới phí hàng tỉ ñô la cho việc thay bảo dưỡng thiết bị máy móc công nghiệp, công trình kim loại bị ăn mòn Vì vậy, việc chống ăn mòn kim loại vấn ñề cấp bách mặt kinh tế lẫn công nghệ Có nhiều phương pháp ñể chống ăn mòn kim loại, ñó phương pháp sử dụng chất ức chế “xanh” thân thiện với môi trường ñang ñược nhà khoa học quan tâm Vấn ñề ñặt chọn nguồn nguyên liệu thiên nhiên dễ tìm, giá thành sản phẩm thấp ñể nghiên cứu dễ ñi vào thực tiễn Như ñã biết, năm nước ta sản xuất tiêu thụ hàng triệu họ Cam như: cam, quýt, chanh, yên, bưởi… Chỉ tính riêng sản lượng cam sản xuất vùng nước ñã ñạt 600.000 tấn/năm Hiện nay, nước ta lượng nhỏ vỏ chanh ñược sử dụng ñể tách chiết tinh dầu chanh phần lớn vỏ loại họ bị bỏ ñi trở thành phế thải Trong ñó, vỏ chúng có chứa lượng lớn limonene với nhiều ứng dụng như: làm hương liệu thực phẩm, mỹ phẩm; làm thuốc kích thích tiêu hóa; chất ức chế phát triển khối u ung thư vú ñặc biệt có triển vọng làm chất ức chế ăn mòn kim loại thân thiện với môi trường Chính vậy, chọn ñề tài “Nghiên cứu tách chiết ứng dụng dịch chiết vỏ cam, quýt Quảng Nam làm chất ức chế ăn mòn kim loại ” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU -Xây dựng quy trình tách chiết nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng ñến trình tách chiết tinh dầu từ vỏ cam, quýt -Khảo sát khả chống ăn mòn kim loại dịch chiết vỏ cam, quýt Footer Page of 126 Header Page of 126 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU Vỏ cam sành quýt ñường Quảng Nam PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết -Tổng quan ñặc ñiểm thực vật, thành phần hóa học vỏ cam, quýt phương pháp chiết tách hợp chất hữu -Phương pháp bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn 4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm - Phương pháp chưng cất lôi nước - Phương pháp phân tích sắc kí khí gắn kết khối phổ GC-MS - Phương pháp xác ñịnh dòng ăn mòn, chụp SEM Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI 5.1 Ý nghĩa khoa học - Xác ñịnh ñiều kiện thích hợp ñể tách chiết tinh dầu từ vỏ cam, quýt - Khảo sát ứng dụng chống ăn mòn kim loại dịch chiết thu ñược 5.2 Ý nghĩa thực tiễn -Tìm hiểu ứng dụng quan trọng dịch chiết vỏ cam, quýt - Nâng cao giá trị sử dụng vỏ cam, quýt ñời sống CẤU TRÚC LUẬN VĂN Chương 1: Tổng quan lý thuyết Chương 2: Nội dung phương pháp nghiên cứu Chương 3: Kết thảo luận Footer Page of 126 Header Page of 126 CHƯƠNG TỔNG QUAN LÝ THUYẾT 1.1 TỔNG QUAN VỀ CÂY CAM, QUÝT 1.1.1 Giới thiệu sơ lược cam, quýt Cây cam, quýt thuộc chi Citrus, họ Rutaceae, Sapindales, giới Plantae Chi Citrus có nguồn gốc từ khu vực nhiệt ñới cận nhiệt ñới ñông nam châu Á Quả loại có múi, dạng mọng Vỏ gồm ba phần vỏ ngoài, vỏ vỏ Vỏ chứa túi tinh dầu- nằm mô- ñược giữ lại sức trương tế bào xung quanh Cam sành Cam sành có tên khoa học Citrus nobilis (reticulata x sinensis) Quả chín có màu vàng nâu, dạng tròn dẹp, nặng trung bình 200-250g Thịt có màu vàng cam ñậm, nhiều nước, vị chua, mùi thơm, hạt Vỏ dày từ ñến 5mm, bề mặt vỏ sần Loại cam chủ yếu phân bố Thái Lan, Campuchia, Việt nam Mùa vụ thu hoạch vào tháng ñến tháng 12 Quýt ñường Quýt ñường có tên khoa học Citrus reticulate Quả dạng hình cầu, có khối lượng trung bình khoảng 130 gam/ Vỏ màu xanh ñến xanh vàng chín, dễ lột lớp vỏ mỏng Tép có màu vàng cam, nhiều nước, vị không chua Quýt ñường ñược trồng lâu ñời tỉnh phía Nam Cây có khả cho trái sau ba năm trồng (cây ghép), ghép gốc chanh Volkameriana Mùa vụ thu hoạch rải rác năm, thường tập trung từ tháng 10 ñến tháng năm sau 1.1.2 Công dụng cam, quýt 1.1.3 Thành phần vỏ cam, quýt Footer Page of 126 Header Page of 126 1.1.4 Tình hình nghiên cứu nước giới 1.2 ĐẠI CƯƠNG VỀ ĂN MÒN VÀ BẢO VỆ KIM LOẠI 1.2.1 Định nghĩa phân loại trình ăn mòn kim loại 1.2.2 Cơ sở nhiệt ñộng học ăn mòn ñiện hóa học 1.2.3 Các yếu tố ảnh hưởng tới ăn mòn ñiện hóa 1.2.4 Cơ chế ăn mòn thép, ñồng nước sông nước biển 1.2.4.1 Thành phần nước sông nước biển 1.2.4.2 Sơ lược thép CT3, ñồng 1.2.4.3 Cơ chế ăn mòn thép, ñồng nước - Phản ứng ăn mòn thép nước: Trong không khí ẩm môi trường nước hòa tan khí O2 khí CO2 khí tạo thành dung dịch chất ñiện li Thép hợp kim Fe với nhiều kim loại phi kim Ăn mòn thép dung dịch nước kết hai hay nhiều phản ứng xảy bề mặt kim loại Các phản ứng xảy sau: Phản ứng catot: 2H2O + O2 + 4e 2H2O + 2e Phản ứng anot: Fe 4OH- (1.7) - H2 + 2OH Fe2+ + 2e (1.8) (1.9) Sắt (II) thường dạng hydroxit, dễ dàng biến thành sắt(III) hydroxit tách nước tạo oxit tương ứng Thép dễ bị ăn mòn nước có oxi hòa tan chứa dung dịch ñiện li cân nhỏ cân hidro Ngoài kim loại khác có thép cân lớn cân hydro bị ăn mòn dung dịch có chứa oxi hoà tan Footer Page of 126 Header Page of 126 Trong môi trường axit, tốc ñộ ăn mòn phụ phuộc vào phản ứng catot: 2H+ + 2e H2 + O2 + 4H + 4e (1.10) 2H2O (1.11) Ở pH thấp phản ứng (1.11) xảy nhanh nên tốc ñộ ăn mòn lớn Trong tự nhiên, nước sông nước biển có tốc ñộ ăn mòn phụ thuộc phần lớn vào lượng oxi hoà tan, hàm lượng Cl-, Br- … -Phản ứng ăn mòn ñồng nước: Kim loại ñồng thường không bị ăn mòn không khí môi trường axit (H+) nước có axit oxi hòa tan môi trường nước biển ñồng bị ăn mòn Trong môi trường nước biển có ion Cl- tạo phức với ion Cu2+ làm cho cân ñồng nhỏ cân hydro trình ăn mòn xảy Trong môi trường axit có chứa oxi hòa tan phản ứng xảy sau: Cu Cu2+ O2 + 4H+ + 4e + 2e ϕ Cu 2H2O ϕ O0 2+ / Cu / H 2O = 0,34V (1.14 ) = 1,23V (1 15) Vậy, phản ứng oxy hóa ñồng xảy môi trường axit có chứa oxi 1.2.5 Các phương pháp bảo vệ kim loại 1.2.5.1 Bảo vệ cách ngăn cách kim loại với môi trường xâm thực 1.2.5.2 Bảo vệ phương pháp ñiện hóa 1.2.5.3 Bảo vệ chất ức chế (chất làm chậm trình ăn mòn) Chất ức chế ăn mòn chất mà thêm vào môi trường tốc ñộ ăn mòn ñiện hoá kim loại hợp kim giảm ñi lớn Tác Footer Page of 126 Header Page of 126 dụng chất ức chế ngăn cản trình anot, catot, tạo lớp kết tủa lên bề mặt kim loại tạo màng hấp phụ phân tử chất hữu lên bề mặt kim loại ñể ngăn cản trình ăn mòn Để ñánh giá hiệu bảo vệ người ta thường dựa vào hệ số tác dụng bảo vệ: Z= K − K1 ⋅100% K0 Với K0, K1: tốc ñộ ăn mòn kim loại dung dịch chưa có có chất ức chế (g/m2.h) a Chất ức chế anot b Chất ức chế catot c Chất ức chế hữu Sự hấp phụ chất hữu lên bề mặt kim loại gồm hai kiểu hấp phụ Đầu tiên hấp phụ vật lý lực tĩnh ñiện lực Vander Waals Sau ñó hấp phụ hóa học, nguyên tử N, O, S liên kết ñôi cacbon-cacbon có thành phần chất ức chế tương tác với obitan d trống kim loại tạo phức chất, hình thành lớp màng bề mặt kim loại có tác dụng ức chế ăn mòn kim loại 1.3 CÁC PHƯƠNG PHÁP CHIẾT TÁCH HỢP CHẤT HỮU CƠ 1.3.1.Phương pháp chưng cất 1.3.1.1 Chưng cất thường 1.3.1.2 Chưng cất phân ñoạn 1.3.1.3 Chưng cất áp suất thấp 1.3.1.4 Chưng cất lôi nước 1.3.2 Phương pháp chiết 1.3.3 Phương pháp sắc ký Footer Page of 126 Header Page of 126 1.4 CÁC PHƯƠNG PHÁP PHÂN TÍCH HỢP CHẤT HỮU CƠ 1.4.1 Phương pháp sắc kí khí 1.4.2 Phương pháp khối phổ 1.4.2.1 Nguyên tắc 1.4.2.2 Ứng dụng của phương pháp khối phổ 1.5 PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU BỀ MẶT CHƯƠNG NỘI DUNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH CHIẾT TÁCH TINH DẦU TỪ VỎ QUẢ CAM, QUÝT 2.1.1 Nguyên liệu 2.1.2 Quy trình Vỏ cam, quýt Xử lí nguyên liệu Chưng cất lôi nước Nước chưng Khảo sát tính chất ức chế ăn mòn kim loại Phân ly Tinh dầu thô Lắng, làm khan Tinh dầu Phân tích GC-MS Footer Page of 126 Header Page 10 of 126 10 2.1.3 Nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng ñến trình chiết tách tinh dầu Nghiên cứu ảnh hưởng ba yếu tố: thời gian chưng cất, nồng ñộ muối tỉ lệ khối lượng nguyên liệu/nước ñến trình chưng cất 2.2 NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI CỦA DỊCH CHIẾT VỎ QUẢ CAM, QUÝT 2.2.1 Thiết bị ño 2.2.2 Điện cực hóa chất 2.2.2.1 Điện cực 2.2.2.2 Hóa chất 2.2.3 Phương pháp chuẩn bị bề mặt 2.2.3.1 Mài nhẵn ñánh bóng 2.2.3.2 Phương pháp tẩy gỉ 2.2.3.3 Tẩy dầu mỡ 2.2.4 Phương pháp nghiên cứu cách xây dựng ñường cong phân cực 2.2.4.1 Phương pháp xây dựng ñường cong phân cực 2.2.4.2 Phương pháp xác ñịnh ñiện trở phân cực 2.2.4.3 Phương pháp xác ñịnh dòng ăn mòn 2.3 PHƯƠNG PHÁP CHỤP SEM XÁC ĐỊNH BỀ MẶT CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 NGHIÊN CỨU CÁC YẾU TỐ ẢNH HƯỞNG ĐẾN QUÁ TRÌNH TÁCH CHIẾT TINH DẦU Nguyên liệu: 1kg cam thu ñược khoảng 160g vỏ xanh; 1kg quýt thu ñược khoảng 120g vỏ quýt ñã loại bỏ lớp vỏ Footer Page 10 of 126 Header Page 12 of 126 12 Bảng 3.2: Thể tích tinh dầu thay ñổi theo tỉ lệ khối lượng nguyên liệu/nước Tỉ lệ 1:1,5 1:2 1:2,5 1:3 1:3,5 Vtd cam (ml) 3,50 3,63 3,78 3,72 3,55 Vtd quýt (ml) 4,70 4,85 4,98 5,13 4,73 Qua bảng 3.2 ta thấy: tỉ lệ khối lượng nguyên liệu/nước thích hợp với vỏ cam 1:2,5; với vỏ quýt 1:3 3.1.3 Khảo sát thời gian chưng thích hợp Chọn tỉ lệ khối lượng nguyên liệu/nước nồng ñộ muối thích hợp với loại nguyên liệu Ghi lại khối lượng tinh dầu theo thời gian chưng cất 100 gam nguyên liệu Kết khảo sát cho thấy hiệu suất tinh dầu cam, quýt tăng dần theo thời gian chưng cất thời gian thích hợp ñể chưng cất tinh dầu vỏ cam 80 phút, ngắn thời gian chưng cất tinh dầu vỏ quýt (90 phút) 3.2 ĐỊNH DANH CÁC HỢP CHẤT TRONG TINH DẦU Xác ñịnh thành phần tinh dầu phương pháp sắc kí khí gắn kết khối phổ (GC-MS) trung tâm dịch vụ phân tích thí nghiệm số Nguyễn Văn Thủ, thành phố Hồ Chí Minh Kết phân tích cho thấy, tinh dầu cam thu ñược phương pháp chưng cất lôi nước có cấu tử gồm: α-cisocimene (1,45%), beta-myrcene (5,31%), limonen (91,65%) chất có hàm lượng 1% beta-pinene, octanal, α-linalool, p- menth-1-en-8-ol,(S)-(-)-, decanal Trong tinh dầu quýt có 11 cấu tử Footer Page 12 of 126 Header Page 13 of 126 gồm: α- cis-ocimene (1,32%), 13 2(10)-pinene,(1S,5S)-(-)- (1,18%), limonene (94,14%) cấu tử khác có hàm lượng 1% beta-pinene, beta-myrcene, octanal, α-linalool1,8-nonadiene-3-ol,pmenth-1-en-8-ol,(S)-(-)-, decanal Vậy, thành phần hai loại tinh dầu limonene với hàm lượng ñều 90% 3.3 TÍNH CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI CỦA DỊCH CHIẾT VỎ QUẢ CAM, QUÝT 3.3.1 Khả ức chế ăn mòn kim loại tinh dầu vỏ cam 3.3.1.1 Ảnh hưởng tỉ lệ tinh dầu hệ tinh dầu-ancol - Điện cực thép CT3: Tiến hành ño ñường cong phân cực ñiện cực thép CT3 không ngâm ngâm tinh dầu cam môi trường NaCl 3,5% Thay ñổi tỉ lệ thể tích tinh dầu hệ tinh dầuancol, thời gian ngâm 60 phút, kết ñược trình bày bảng 3.6 Bảng 3.6: Giá trị dòng ăn mòn (Icorr) hệ số tác dụng bảo vệ Z (%) ñiện cực thép theo tỉ lệ tinh dầu cam hệ tinh dầuancol với thời gian ngâm 60 phút STT Tỉ lệ tinh dầu (% v) Icorr (mA/cm2) Z% 1,8146E-0001 20 9,3972E-0002 48,21 30 7,9839E-0002 56,01 40 5,5845E-0002 69,22 50 4,6696E-0002 74,26 60 4,7041E-0002 74,11 80 4,6758E-0002 74,23 100 4,7414E-0002 73,87 Footer Page 13 of 126 Header Page 14 of 126 14 Kết từ bảng 3.6 cho thấy tăng tỉ lệ tinh dầu cam hệ khả ức chế tăng tạo lớp phủ bề mặt kim loại bền, cách li kim loại với môi trường xung quanh tốt Và tỉ lệ tinh dầu hệ tinh dầu cam-ancol thích hợp ñể ngâm thép 50%, tăng thêm tỉ lệ tinh dầu hệ số tác dụng bảo vệ không tăng - Điện cực ñồng: Tiến hành ño ñường cong phân cực ñiện cực ñồng không ngâm ngâm tinh dầu cam môi trường NaCl 3,5% Kết thể bảng 3.7 Bảng 3.7: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo tỉ lệ tinh dầu cam hệ tinh dầu-ancol etylic (ñiện cực ñồng) với thời gian ngâm 60 phút STT Tỉ lệ tinh dầu (% v) Icorr (mA/cm2) Z% 1,5457E-0002 20 8,9334E-0003 42,20 30 7,124E-0003 53,94 40 4,2614E-0003 72,43 50 3,4365E-0003 77,77 60 3,6752E-0003 76,17 Vậy, ñồng bị ăn mòn thép, hệ số tác dụng bảo vệ tinh dầu cam ñối với ñiện cực ñồng lớn ñiện cực thép Với ñiện cực ñồng tỉ lệ thể tích tinh dầu cam hệ 50% kết bảo vệ tốt Điều ứng với tỉ lệ tinh dầu 50% tốc ñộ tạo màng ổn ñịnh ñộ bền lớp màng ñạt mức cực ñại Footer Page 14 of 126 Header Page 15 of 126 15 3.3.1.2 Ảnh hưởng thời gian ngâm -Điện cực thép: Đo ñường cong phân cực thép ngâm hệ tinh dầu cam -ancol etylic với tỉ lệ thể tích tinh dầu 50% theo thời gian ngâm Kết ñược trình bày bảng 3.8 Bảng 3.8: Giá trị dòng ăn mòn (Icorr) hệ số tác dụng bảo vệ Z (%) theo thời gian ngâm thép hệ tinh dầu cam-ancol etylic STT Thời gian (phút) Icorr (mA/cm2) Z% 1,8146E-0001 30 1,2457E-0001 31,34 40 8,2479E-0002 54,51 50 6,6413E-0002 63,39 60 4,6442E-0002 74,40 70 3,9466E-0002 78,25 80 4,3742E-0002 76,14 Kết bảng 3.8 cho thấy: ngâm ñến 70 phút hiệu ức chế không tăng thêm ñộ hấp phụ tinh dầu lên bề mặt kim loại ñã ñạt ñến mức cực ñại ứng với hệ số tác dụng bảo vệ 78,25% - Điện cực ñồng: Đo ñường cong phân cực ñiện cực ñồng ngâm hệ tinh dầu cam-ancol với tỉ lệ tinh dầu 50% theo thời gian ngâm Kết ñược trình bày bảng 3.9 Qua bảng 3.9, ta thấy thời gian ngâm ñồng hệ tinh dầu cam-ancol thích hợp 60 phút (ngắn ñiện cực thép) chứng tỏ khả hấp phụ limonene ñồng cao thép Footer Page 15 of 126 Header Page 16 of 126 16 Bảng 3.9: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo thời gian ngâm ñồng hệ tinh dầu cam-ancol etylic với tỉ lệ tinh dầu 50% STT Thời gian (phút) Icorr (mA/cm2) Z% 1,5457E-0002 10 9,7794E-0003 36,73 20 8,4055E-0003 45,62 30 7,4472E-0003 51,82 40 5,1188E-0003 66,88 50 4,2614E-0003 72,43 60 3,1704E-0003 79,06 70 3,5465E-0003 77,10 3.3.2 Khả ức chế ăn mòn kim loại tinh dầu vỏ quýt 3.3.2.1 Ảnh hưởng tỉ lệ tinh dầu hệ tinh dầu-ancol - Điện cực thép: Đo ñường cong phân cực ñiện cực thép CT3 ngâm hệ tinh dầu quýt-ancol etylic với tỉ lệ thể tích tinh dầu thay ñổi, môi trường NaCl 3,5% Kết ñược trình bày bảng 3.10 Qua bảng 3.10 cho thấy tỉ lệ thể tích tinh dầu quýt thích hợp hệ tinh dầu-ancol ñể ngâm thép 50% Tỉ lệ giống với tinh dầu cam thành phần chất hàm lượng cấu tử hai loại tinh dầu gần giống Footer Page 16 of 126 Header Page 17 of 126 17 Bảng 3.10: Giá trị dòng ăn mòn hệ số tác dụng bảo vệ ñiện cực thép theo tỉ lệ tinh dầu quýt hệ tinh dầu-ancol etylic với thời gian ngâm 60 phút STT Tỉ lệ tinh dầu (% v) Icorr (mA/cm2) Z% 1,8461E-0001 20 9,2487E-0002 49,03 30 7,9762E-0002 56,04 40 6,11234E-0002 66,31 50 4,1462E-0002 77,15 60 4,2540E-0002 75,76 - Điện cực ñồng: Đo ñường cong phân cực ñiện cực ñồng ngâm tinh dầu quýt với tỉ lệ thể tích tinh dầu thay ñổi, môi trường NaCl 3,5% Kết ñược trình bày bảng 3.11 Bảng 3.11: Giá trị dòng ăn mòn hệ số tác dụng bảo vệ Z ñiện cực ñồng theo tỉ lệ tinh dầu quýt hệ tinh dầu-ancol etylic với thời gian ngâm 60 phút STT Tỉ lệ tinh dầu (%v) Icorr (mA/cm2) Z% 1,5457E-0002 20 8,2812E-0003 46,42 30 7,1735E-0003 53,59 40 4,8139E-0003 68,85 50 1,9564E-0003 85,34 60 2,0825E-0003 85,06 Footer Page 17 of 126 Header Page 18 of 126 18 Kết bảng 3.11 ta thấy, tỉ lệ tinh dầu quýt thích hợp ñể ngâm ñồng 50% (về thể tích) giống với tinh dầu cam hệ số tác dụng bảo vệ cao tinh dầu cam 3.3.2.2 Ảnh hưởng thời gian ngâm - Điện cực thép: Bảng 3.12: Giá trị dòng ăn mòn (Icorr) hệ số tác dụng bảo vệ Z (%) theo thời gian ngâm thép hệ tinh dầu quýt-ancol với tỉ lệ tinh dầu 50% STT Thời gian (phút) Icorr (mA/cm2) Z% 1,8146E-0001 30 1,2636E-0001 30,36 40 8,2534E-0002 54,50 50 6,5927E-0002 63,66 60 4,1462E-0002 77,15 70 4,0435E-0002 78,08 80 4,1321E-0002 77,34 Khảo sát thay ñổi dòng ăn mòn theo thời gian ngâm thép tinh dầu quýt (tỉ lệ thể tích tinh dầu 50%), môi trường NaCl 3,5% Kết ñược trình bày bảng 3.12 Vậy thời gian thích hợp ñể ngâm thép hệ tinh dầu quýt 70 phút ứng với hiệu ức chế cao 78,08% Khi tăng thêm thời gian ngâm ñộ hấp phụ tinh dầu thép không tăng hai lý ñộ hấp phụ ñã ñạt cực ñại theo thời gian limonene dễ bị oxy hóa thành chất khác làm giảm hiệu bảo vệ -Điện cực ñồng: Khảo sát thay ñổi dòng ăn mòn theo thời gian ngâm ñồng tinh dầu quýt (tỉ lệ thể tích tinh dầu 50%), môi trường NaCl 3,5% Kết ñược trình bày bảng 3.13 Footer Page 18 of 126 Header Page 19 of 126 19 Bảng 3.13: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo thời gian ngâm ñồng hệ tinh dầu quýt-ancol etylic với tỉ lệ tinh dầu 50% STT Thời gian(phút) Icorr (mA/cm2) Z% 1,5457E-0002 20 8,3676E-0003 45,86 30 5,0404E-0003 67,39 40 4,1423E-0003 73,20 50 3,4675E-0003 77,58 60 1,9564E-0003 85,34 70 2,1982E-0003 84,78 Vậy, khả ức chế ăn mòn kim loại (ñồng) thay ñổi không ñáng kể sau thời gian ngâm 60 phút, ñạt kết tối ña 85,34% Như vậy, thời gian ngâm thích hợp ñồng tinh dầu cam quýt 3.3.3 Khả ức chế ăn mòn kim loại nước chưng cam 3.3.3.1.Trong môi trường muối - Điện cực thép: Khảo sát thay ñổi dòng ăn mòn thép môi trường NaCl 3,5% theo thời gian ngâm ñiện cực nước chưng cam Kết ñược trình bày bảng 3.14 Kết bảng 3.14 cho thấy hiệu ức chế ăn mòn thép nước chưng cam thấp tinh dầu cam, hiệu ức chế cao ñối với thép 51,18% ứng với thời gian ngâm 70 phút Như vậy, nước chưng cam có chứa lượng tinh dầu ñịnh số thành phần khác có khả hấp phụ lên bề mặt thép tạo rào cản ngăn kim loại tiếp xúc với môi trường ăn mòn bên Footer Page 19 of 126 Header Page 20 of 126 20 Bảng 3.14: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo thời gian ngâm thép nước chưng cam STT Thời gian(phút) Icorr (mA/cm2) Z% 1,8146E-0001 30 1,6226E-0001 10,57 40 1,4746E-0001 18,73 50 1,2667E-0001 30,19 60 9,6526E-0002 46,80 70 8,8905E-0002 51,18 80 9,1960E-0002 49,32 - Điện cực ñồng: Đo ñường cong phân cực ñiện cực ñồng thay ñổi thời gian ngâm ñiện cực trong nước chưng cam Bảng 3.15: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo thời gian ngâm ñồng nước chưng cam STT Thời gian (phút) Icorr (mA/cm2) Z% 1,5457E-0002 30 1,1029E-0002 28,64 40 9,1518E-0003 39,91 50 8,3489E-0003 46,55 60 6,9524E-0003 53,13 70 6,5204E-0003 57,81 80 6,5989E-0003 56,89 Kết bảng 3.15 cho thấy: ñối với ñiện cực ñồng thời gian ngâm thích hợp 70 phút, giống với thời gian ngâm thép Hệ số Footer Page 20 of 126 Header Page 21 of 126 21 tác dụng bảo vệ nước chưng cam ñối với ñồng cao nhiều so với ñiện cực thép 3.3.3.2 Trong môi trường axit -Điện cực thép: Đo ñường cong phân cực ñiện cực thép CT3 môi trường axit HCl từ 0,1M ñến 0,5M không ngâm ngâm ñiện cực nước chưng cam 70 phút Kết ñược trình bày bảng 3.16 Bảng 3.16: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo nồng ñộ axit nước chưng cam (ñiện cực thép) STT CM (HCl) Icorr (mA/cm2) Icorr (mA/cm2) Z (%) 0,1M 3,0196E-0001 2,0923E-0001 29,45 0,2M 3,9891E-0001 3,1704E-0001 18,53 0,3M 4,7087E-0001 4,1114E-0001 12,68 0,4M 5,6179E-0001 5,0020E-0001 10,96 0,5M 6,6594E-0001 5,7812E-0001 9,58 Qua bảng 3.16 cho thấy khả ức chế ăn mòn thép môi trường axit nước chưng cam giảm ñi nhiều so với môi trường muối Khi nồng ñộ axit tăng khả ức chế ăn mòn giảm -Điện cực ñồng: Đo ñường cong phân cực ñiện cực ñồng môi trường axit HCl từ 0,1M ñến 0,5M ngâm không ngâm ñiện cực nước chưng cam 70 phút Kết ñược trình bày bảng 3.17 Footer Page 21 of 126 Header Page 22 of 126 22 Bảng 3.17: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo nồng ñộ axit nước chưng cam (ñiện cực ñồng) STT CM (HCl) Icorr (mA/cm2) Icorr (mA/cm2) Z (%) 0,1M 2,0405E-0002 1,3530E-0002 34,37 0,2M 2,7561E-0002 2,1128E-0002 23,34 0,3M 3,6115E-0002 2,8868E-0002 20,06 0,4M 4,2240E-0002 3,5851E-0002 15,62 0,5M 4,9233E-0002 4,1542E-0002 14,85 Vậy, môi trường axit khả ức chế ăn mòn kim loại nước chưng cam giảm ñi nhiều so với môi trường muối hệ số tác dụng bảo vệ giảm dần theo chiều tăng nồng ñộ axit 3.3.4 Khả ức chế ăn mòn kim loại nước chưng quýt 3.3.4.1 Trong môi trường muối - Điện cực thép: Khảo sát dòng ăn mòn ñiện cực thép CT3 môi trường NaCl 3,5% theo thời gian ngâm ñiện cực nước chưng quýt Kết ñược thể bảng 3.18 Bảng 3.18: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo thời gian ngâm thép nước chưng quýt STT Thời gian(phút) Icorr (mA/cm2) Z% 1,8146E-0001 30 1,6731E-0001 7,43 40 1,4680E-0001 19,09 50 1,3056E-0001 28,48 Footer Page 22 of 126 Header Page 23 of 126 23 60 9,4287E-0002 45,61 70 8,7828E-0002 51,59 80 8,9147E-0002 50,87 Qua bảng 3.18 cho thấy thời gian ngâm thép thích hợp nước chưng quýt 70 phút (tương tự nước chưng cam) ứng với hệ số tác dụng bảo vệ 51,59% - Điện cực ñồng: Khảo sát tương tự ñiện cực thép, kết thu ñược sau: Bảng 3.19: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo thời gian ngâm ñồng nước chưng quýt STT Thời gian(phút) Icorr (mA/cm2) Z% 1,5457E-0002 20 1,2391E-0002 19,83 30 1,1560E-0002 25,21 40 8,9334E-0003 42,20 50 7,4472E-0003 51,82 60 6,8027E-0003 55,28 70 6,0815E-0003 60,56 80 6,1989E-0003 59,89 Vậy, khả ức chế ăn mòn ñồng nước chưng quýt cao so với ñiện cực thép Thời gian ngâm ñồng nước chưng quýt thích hợp 70 phút ứng với hệ số tác dụng bảo vệ 60,56% 3.3.4.2 Trong môi trường axit - Điện cực thép: Đo ñường cong phân cực ñiện cực thép CT3 môi Footer Page 23 of 126 Header Page 24 of 126 24 trường axit HCl với nồng ñộ từ 0,1M ñến 0,5M ngâm ñiện cực nước chưng quýt 70 phút Kết trình bày bảng 3.20 Bảng 3.20: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo nồng ñộ axit nước chưng quýt (ñiện cực thép) STT CM (HCl) Icorr (mA/cm2) Icorr (mA/cm2) Z (%) 0,1M 3,0196E-0001 2,1537E-0001 28,67 0,2M 3,9891E-0001 3,0964E-0001 19,31 0,3M 4,7087E-0001 4,2716E-0001 10,27 0,4M 5,6179E-0001 5,1594E-0001 9,39 0,5M 6,6594E-0001 5,9827E-0001 9,03 Hệ số tác dụng bảo vệ giảm dần theo chiều tăng nồng ñộ axit chất có tác dụng ức chế bền môi trường axit -Điện cực ñồng: Khảo sát tương tự ñiện cực thép, ta có kết bảng 3.21 Bảng 3.21: Giá trị dòng ăn mòn (icorr) hiệu ức chế Z (%) theo nồng ñộ axit nước chưng quýt (ñiện cực ñồng) STT CM (HCl) Icorr (mA/cm2) Icorr (mA/cm2) Z (%) 0,1M 2,0405E-0002 1,3886E-0002 31,75 0,2M 2,7561E-0002 2,1822E-0002 22,93 0,3M 3,6115E-0002 2,8902E-0002 19,97 0,4M 4,2240E-0002 3,5637E-0002 15,59 0,5M 4,9233E-0002 4,3569E-0002 11,50 Footer Page 24 of 126 Header Page 25 of 126 25 Qua bảng 3.21 cho thấy, theo chiều tăng nồng ñộ axit khả ức chế ăn mòn kim loại ñồng nước chưng quýt giảm dần xấp xỉ khả ức chế ăn mòn kim loại nước chưng cam Vậy kết luận môi trường axit, lớp màng tạo thành chất ức chế kim loại bền môi trường muối 3.3 XÁC ĐỊNH ẢNH HƯỞNG CỦA TINH DẦU ĐẾN SỰ OXI HÓA KIM LOẠI KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ * Kết luận Qua trình nghiên cứu rút số kết luận sau: Điều kiện thích hợp ñể tách chiết tinh dầu vỏ cam, quýt theo phương pháp chưng cất lôi nước là: -Nồng ñộ muối NaCl nước chưng cất 8% -Tỉ lệ khối lượng nguyên tươi / khối lượng nước chưng cất ñối với vỏ cam :2,5 ; ñối với vỏ quýt : -Thời gian chưng cất ñối với vỏ cam 80 phút, với vỏ quýt 90 phút Tinh dầu vỏ cam quýt thu ñược có số cấu tử giống nhau, thành phần Limonene 90% Tinh dầu cam quýt có khả ức chế ăn mòn thép CT3 ñồng môi trường NaCl 3,5% Tỉ lệ thể tích tinh dầu hệ tinh dầu-ancol thời gian ngâm thích hợp sau : -Tỉ lệ thể tích tinh dầu cam, quýt hệ tinh dầu-ancol etylic ñể ngâm thép ñồng 50% Footer Page 25 of 126 Header Page 26 of 126 26 -Thời gian ngâm thép thích hợp tinh dầu cam, quýt ñều 70 phút ; thời gian ngâm ñối với ñồng 60 phút Với thời gian ngâm tỉ lệ tinh dầu trên, hệ số tác dụng bảo vệ cao tinh dầu cam ñối với thép CT3 78,25%, ñối với ñồng 79,06% Với tinh dầu quýt, hệ số tác dụng bảo vệ cao ñối với thép CT3 ñồng 78,08%, 85,34% Nước chưng cam, quýt có khả ức chế ăn mòn kim loại thấp tinh dầu cam, quýt Khả ức chế chúng môi trường muối NaCl 3,5% cao môi trường axit Thời gian ngâm thích hợp hiệu ức chế tương ứng sau : - Thời gian ngâm thép thích hợp nước chưng cam, quýt ñều 70 phút với hiệu ức chế môi trường NaCl 3,5% gần nhau, 51,18% 51,59% - Thời gian ngâm ñồng thích hợp nước chưng cam, quýt 70 phút với hiệu ức chế môi trường NaCl 3,5% tương ứng 57,81% 60,56% -Trong môi trường axit, hiệu ức chế nước chưng cam, quýt ñối với thép ñồng ñều thấp Khả bảo vệ kim loại môi trường axit của nước chưng cam, quýt giảm dần nồng ñộ axit tăng từ 0,1M ñến 0,5M * Kiến nghị -Tiếp tục nghiên cứu khả ức chế ăn mòn kim loại dịch chiết vỏ cam, quýt ñối với số kim loại khác hợp kim môi trường khác -Nghiên cứu tách chiết dịch chiết từ vỏ cam, quýt dung môi khác nhau, xác ñịnh ñầy ñủ thành phần dịch chiết ñể có hướng ứng dụng từ vỏ cam, quýt Footer Page 26 of 126 ... cứu tách chiết ứng dụng dịch chiết vỏ cam, quýt Quảng Nam làm chất ức chế ăn mòn kim loại ” MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU -Xây dựng quy trình tách chiết nghiên cứu yếu tố ảnh hưởng ñến trình tách chiết tinh... phần hai loại tinh dầu limonene với hàm lượng ñều 90% 3.3 TÍNH CHẤT ỨC CHẾ ĂN MÒN KIM LOẠI CỦA DỊCH CHIẾT VỎ QUẢ CAM, QUÝT 3.3.1 Khả ức chế ăn mòn kim loại tinh dầu vỏ cam 3.3.1.1 Ảnh hưởng tỉ... vệ chất ức chế (chất làm chậm trình ăn mòn) Chất ức chế ăn mòn chất mà thêm vào môi trường tốc ñộ ăn mòn ñiện hoá kim loại hợp kim giảm ñi lớn Tác Footer Page of 126 Header Page of 126 dụng chất