Đang tải... (xem toàn văn)
Mục đích nghiên cứu của luận án nhằm góp phần khảo sát, đánh giá khả năng ức chế ăn mòn thép CT3 của dịch chiết sim, nghiên cứu động học và cơ chế ức chế ăn mòn. Ứng dụng kết quả nghiên cứu để sử dụng dịch chiết sim như một chất ức chế ăn mòn trong quá trình tẩy gỉ kim loại đối với thép CT3 trong môi trường axit.
GIỚI THIỆU LUẬN ÁN Tính cấp thiết luận án Hiện giới Việt Nam, dung dịch tẩy gỉ chất ức chế ăn mịn thường sử dụng hóa chất, chất hữu có nguồn gốc tổng hợp, thân thiện với môi trường Các hợp chất nitrit, cromat, hợp chất hữu có chứa vòng thơm nguyên tố dị vòng chất ức chế truyền thống có hiệu ức chế ăn mịn cao số nhược điểm gây ung thư, gây ô nhiễm môi trường nên ứng dụng chất ức chế ăn mòn vào thực tế bị hạn chế Khác với đặc điểm nêu trên, chất ức chế ăn mòn từ thực vật có nguồn gốc tự nhiên, nguồn gốc hữu cơ, có khả tự phân hủy giải phóng vào mơi trường mà khơng gây nhiễm gọi lại chất ức chế ăn mịn “xanh” thường sẵn có, phương pháp chế tạo đơn giản, giá thành không cao, an tồn Vì vậy, nghiên cứu ức chế ăn mịn gần có xu hướng tập trung vào chất ức chế xanh, chất ức chế có nguồn gốc thiên nhiên, dịch chiết thực vật thân thiện với môi trường thay chất ức chế độc hại Cây sim (Rhodomytus tomentosa (Aiton) Hassk.) loài thực vật hoang dã dễ sinh trưởng, phát triển mọc tự nhiên nhiều nơi khắp đất nước Việt Nam Bên cạnh đó, sim có đặc điểm thực vật chứa số hợp chất tự nhiên có tiềm ứng dụng cho lĩnh vực ăn mòn bảo vệ kim loại nên lựa chọn đối tượng nghiên cứu với đề tài “Nghiên cứu khả ức chế ăn mòn dịch chiết Sim (Rhodomyrtus tomentosa (Ait.) Hassk.) định hướng ứng dụng cho tẩy gỉ công nghiệp”, nhằm góp phần khảo sát, đánh giá khả ức chế ăn mòn dịch chiết sim Mục tiêu luận án Góp phần khảo sát, đánh giá khả ức chế ăn mòn thép CT3 dịch chiết sim, nghiên cứu động học chế ức chế ăn mòn Ứng dụng kết nghiên cứu để sử dụng dịch chiết sim chất ức chế ăn mịn q trình tẩy gỉ kim loại thép CT3 môi trường axit Nội dung nghiên cứu Phân lập, đánh giá khả ức chế ăn mòn thép CT3 dịch chiết sim phân đoạn chiết sim môi trường axit Khảo sát chế động học trình ức chế ăn mòn thép CT3 dịch chiết phân đoạn chiết sim Phân lập xác định thành phần có khả ức chế ăn mịn dịch chiết sim Xác định nồng độ ức chế tối ưu đưa giải pháp nhằm ứng dụng dịch chiết sim để ức chế ăn mòn thép tẩy gỉ cơng nghiệp Những đóng góp luận án Đã chế tạo thành công dịch chiết sim đồng thời sử dụng phương pháp sắc ký cột Dianion (chất hấp phụ Dianion HP-20) phân lập 06 phân đoạn chiết từ D1÷D6 phương pháp sắc ký (chất hấp phụ Sephadex LH-20) để làm giàu tannin dịch chiết sim Đã khảo sát, so sánh, đánh giá khả ức chế ăn mòn dịch chiết sim, phân đoạn chiết sim, tannin làm giàu từ dịch chiết sim thép CT3 đồng thời nghiên cứu đưa mơ hình hấp phụ ức chế ăn mòn, chế ức chế ăn mịn mơ hình động học dịch chiết sim môi trường axit H2SO4 0,5M Đã đưa kết luận cho thấy dịch chiết sim chất ức chế theo chế hấp phụ với tác động nhánh catot thành phần có tác động đến q trình ức chế ăn mịn dịch chiết sim thép CT3 môi trường axit tannin có mặt DCS Từ đó, ứng dụng dịch chiết sim để thử nghiệm tẩy gỉ mẫu thực tế, nhằm ứng dụng làm chất ức chế ăn mịn thân thiện mơi trường lĩnh vực tẩy gỉ, đặc biệt số hệ tẩy rửa axit công nghiệp Bố cục luận án Nội dung luận án gồm 131 trang chia thành phần: Mở đầu: trang; Chương Tổng quan: 39 trang; Chương Đối tượng phương pháp nghiên cứu: 20 trang; Chương Kết thảo luận: 57 trang; Kết luận: trang; Những điểm luận án: trang; Các cơng trình công bố liên quan đến luận án: trang; Tài liệu tham khảo: 10 trang Luận án gồm có 36 bảng, 79 hình vẽ 128 tài liệu tham khảo NỘI DUNG CỦA LUẬN ÁN CHƯƠNG TỔNG QUAN 1.1 Ăn mịn kim loại mơi trường axit 1.2 Chất ức chế ăn mịn kim loại mơi trường axit 1.3 Tổng quan sim 1.4 Tính cấp thiết định hướng nghiên cứu CHƯƠNG ĐỐI TƯỢNG VÀ PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU 2.1 Đối tượng nghiên cứu Các đối tượng nghiên cứu đề cập đến luận án bao gồm: - Chất ức chế ăn mòn từ sim: dịch chiết sim (DCS), phân đoạn chiết (PDC) phân lập tannin làm giàu từ dịch chiết sim - Mẫu thép thử nghiệm thép CT3 sản xuất nước 2.2 Hóa chất thiết bị nghiên cứu 2.3 Thực nghiệm 2.3.1 Chuẩn bị chất UCAM 2.3.1.1 Quy trình chế tạo dịch chiết sim Đun sôi sim với nước máy, lọc bã lấy dịch chiết, tiếp tục đun sôi bã với nước, thu dịch chiết lần hai Gộp hai phần dịch chiết, đun cạn thu DCS (từ 1kg sim tạo lit DCS) Để nguội bảo quản nhiệt độ khoảng 4oC Hình 2.1 Quy trình chế tạo DCS 2.3.1.2 Quy trình phân lập phân đoạn chiết, làm giàu tannin từ DCS Quá trình phân lập, chiết tách PDC tannin từ dịch chiết sim thực phương pháp sắc ký cột: - Phân đoạn chiết (D1÷D6) phân lập phương pháp sắc ký cột Dianion HP-20 - Tannin (T) làm giàu phương pháp sắc ký Sephadex LH-20 Hình 2.2 Sơ đồ phân lập PDC làm giàu tannin từ DCS a) Quy trình phân lập PDC từ dịch chiết sim Hình 2.3 Phân lập phân đoạn chiết từ DCS b) Quy trình làm giàu tannin từ dịch chiết sim Hình 2.5 Sơ đồ quy trình làm giàu tannin từ DCS 2.3.2 Đánh giá khả UCAM dịch chiết sim Các phép đo tiến hành nhiệt độ phịng 25oC mơi trường axit H2SO4 0,5 M HCl M Q trình thí nghiệm gồm bước tiến hành sau: - Chuẩn bị mẫu dung dịch đo hai môi trường H2SO4 0,5 M HCl M có chứa dịch chiết sim (DCS), phân đoạn chiết sim (PDC), tannin với nồng độ khác ký hiệu bảng đây: Bảng 2.3 Bảng ký hiệu mẫu nghiên cứu môi trường axit Nồng độ ức chế sử dụng (% thể tích) Mơi trường Mẫu 0,1 0,2 0,5 10 A S1A S2A S3A S4A S5A S6A S7A D11A D12A D13A D14A D15A D16A D17A T5A T6A T7A S5H S6H S7H DCS H2SO4 0,5 M PDC H2SO4 0,5 M PDC H2SO4 0,5 M D23A PDC H2SO4 0,5 M D33A PDC H2SO4 0,5 M D43A PDC H2SO4 0,5 M D53A PDC H2SO4 0,5 M D63A Tannin H2SO4 0,5 M DCS HCl M T1A H S1H S2H S3H S4H 2.3.2.1 Đánh giá phương pháp tổn hao khối lượng - Đánh giá theo tiêu chuẩn ISO 8407:1991 - Thời gian thử nghiệm: tổng thời gian ngâm mẫu 24h chia thành mốc theo dõi: sau giờ, giờ, giờ, 12 24 - Chuẩn bị mẫu thép: Mẫu thép CT3 có kích thước cm2 Bề mặt làm việc mài giấy nhám, rửa nước cất, tráng axeton, sấy khô để ổn định trước sử dụng - Sau mốc thời gian, mẫu tiến hành làm cách rửa, chải sạch, tráng axeton, sấy để khô bình hút ẩm, cân đánh giá tổn hao khối lượng 2.3.2.2 Đánh giá khả UCAM phép đo điện hóa Các phương pháp điện hóa nghiên cứu ăn mịn bao gồm: Phương pháp xác định ăn mòn Ecorr, phương pháp phân cực động (Potentiodynamic Polarization), phương pháp tổng trở (EIS) Chuẩn bị điện cực thép phép đo điện hóa Mẫu thép nghiên cứu mẫu thép CT3 hình trịn, thiết diện 1cm2 lắp khn điện cực Teflon có diện tích điện cực làm việc cố định phép đo điện hóa Chế độ thử nghiệm - Đo điện trở phân cực thực sau: ƞ= E- Ecorr chọn ±25 mV, tốc độ quét 0,1 mV/s, qt chu kỳ, dịng ăn mịn icorr tính từ độ dốc đường dịng - tuyến tính theo đồ thị 2.4 Phương pháp nghiên cứu 2.4.1 Phương pháp tổn hao khối lượng 2.4.2 Phương pháp điện hóa 2.4.3 Phương pháp phổ hồng ngoại 2.4.4 Phương pháp kính hiển vi điện tử quét SEM CHƯƠNG KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 3.1 Khả ức chế ăn mòn dịch chiết sim axit H2SO4 0,5M Khả UCAM dịch chiết sim (DCS) thép môi trường axit H2SO4 đánh giá dựa tốc độ ăn mịn thép có mặt khơng có mặt DCS nồng độ khác 3.1.1 Điện ăn mòn Ecorr dịch chiết sim Điện ăn mịn Ecorr có mặt DCS bị chuyển dịch phía dương so với mơi trường axit khơng có chứa DCS Tuy vậy, biên độ dịch chuyển không lớn, nằm khoảng 25mV 3.1.2 Phương pháp phân cực tuyến tính 1E-3 I (A/cm2) 1E-4 1E-5 1E-6 Hình 3.2 Đường phân cực tuyến tính dạng log|i|/E H2SO4 0,5 M (A) axit có 0,1%; 0,2%; 2% DCS (S1A, S2A, S5A) A S1A S2A S5A §iỊu kiƯn ®o: - mV - nhiƯt ®é: 25oC 1E-7 -0.50 -0.48 -0.46 -0.44 -0.42 E (V/ Ag/AgCl) Trong môi trường H2SO4 0,5M, mật độ dịng ăn mịn có xu hướng giảm tăng hàm lượng DCS Bảng 3.1 Giá trị mật độ dòng ăn mòn điện trở phân cực thép H2SO4 0,5M theo nồng độ DCS Mật độ dịng ăn mịn Jcorr (µA/cm2) 739,682 Hiệu suất HJcorr(%) A Điện ăn mòn Ecorr (mV) -456,57 Điện trở phân cực Rp (Ohm) 43,80 Hiệu suất HRp(%) 0,00 S1A -443,95 256,286 69,14 65,4 33,03 S2A -445,302 228,23 71,57 92 52,39 S3A -442,984 210,291 76,48 100 56,20 S5A -441,073 173,588 76,22 108,6 59,67 -436,757 113,816 65,35 129 66,05 8.0x10 -4 7.0x10 -4 6.0x10 -4 5.0x10 -4 4.0x10 -4 3.0x10 -4 2.0x10 -4 1.0x10 -4 -4 80 8.0x10 120 -4 7.0x10 80 40 -1 10 Jcorr (A/cm ) Jcorr (A/cm ) Rp Jcorr 60 -4 6.0x10 -4 5.0x10 40 HiÖu suÊt øc chÕ Jcorr -4 4.0x10 -4 20 3.0x10 -4 2.0x10 -4 1.0x10 -1 11 Hiệu suất ức chế (%) S7A Điện trở phân cùc (.cm ) Mẫu 10 11 Nồng độ dịch chiết (%) Nồng độ dịch chiết (%) Hỡnh 3.3 Tng quan dịng ăn mịn Hình 3.4 Tương quan dịng ăn mịn điện trở phân cực theo nồng độ Jcorr hiệu suất ức chế theo nồng độ DCS H2SO4 0,5M DCS H2SO4 0,5M Hiệu suất ức chế tính theo điện trở phân cực đạt từ 65-85 % tùy theo hàm lượng DCS sử dụng Hiệu suất ức chế theo tính tốn cho thấy DCS có khả hoạt động chất ức chế có môi trường H2SO4 0,5M Ở ngưỡng nồng độ 0,5% DCS hiệu suất ức chế đạt mức tối ưu 3.1.3 Phương pháp tổng trở điện hóa A S2A S3A S6A S7A -Im(Z) (Ohm) 30 20 10 0 20 40 60 80 Re(Z) (Ohm) Hình 3.5 Phổ tổng trở Nyquist H2SO4 0,5 M (A), axit có 0,2%; 0,5%; 5%; 10% DCS (S2A, S3A, S6A, S7A) Bảng 3.2 Hiệu suất ức chế (HRct%) mẫu thép theo nồng độ DCS Điện trở chuyển điện tích Rct (Ωcm2) 30,58 Tần số Zimax (Hz) A Điện dung lớp kép Cdl (mF) 0,219 23,9061 Hiệu suất ức chế HRct(%) 0,00 S2A 0,116 52,79 21,4188 56,07 S3A 0,096 58,80 34,2654 58,00 S6A 0,069 64,617 34,2654 70,25 S7A 0,055 69,925 41,6945 70,09 Nồng độ ức chế CPE Rs Hình 3.6 Sơ đồ mạch điện tương đương hệ thép/ CPE L2 Rct axit/ DCS Như môi trường axit H2SO4 0,5M, DCS thể khả UCAM thép làm giảm điện ăn mòn Ở khoảng hàm lượng 0,5% DCS thể khả ức chế hiệu quả, đạt 72% môi trường H2SO4 0,5M hiệu suất ức chế không tăng nhiều nồng độ DCS lớn Do vậy, hàm lượng DCS 0,5% lựa chọn để triển khai đánh giá, so sánh kết thu nghiên cứu Tæn hao khèi lỵng (g/cm2) 3.1.4 Tổn hao khối lượng thép với dịch chiết sim/ axit H2SO4 0,5M Tæn hao khèi lỵng (g/cm2) 0.10 A S3A 0.05 0.00 20 0.6 0.5 0.4 0.3 0.2 A S3A 0.1 0.0 40 Thêi gian (h) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Thêi gian (h) Hình 3.7 Biến thiên tổn hao khối lượng dung dịch H2SO4 0,5 M (A) axit có 0,5% DCS (S3A) theo thời gian Trong 24h đầu, khối lượng hao hụt mẫu khơng có khác biệt rõ Tuy vậy, sau 24h ngâm mẫu, độ hụt khối mẫu rõ rệt phân biệt Kết cho thấy, nồng độ DCS sử dụng 0.5% có khả ức chế ăn mịn thép mơi trường axit H2SO4 0,5M 3.1.5 Phân tích mức độ ăn mịn dựa đặc trưng hình thái bề mặt (a (b) Hình 3.8 Bề mặt thép trước (a) sau bị ăn mòn (b) H2SO4 0,5 M (a) (b) Hình 3.9 Bề mặt thép sau ngâm dung dịch S1A (a), S3A (b) (b) (a) Hình 3.10 Bề mặt mẫu thép sau ngâm dung dịch S4A (a), S5A (b) Dựa hình ảnh SEM, với mẫu đối chứng sau ngâm axit, bị ăn mòn mạnh Với mẫu có thêm DCS hàm lượng khác nhau, q trình ăn mịn gây bề mặt bị ăn mòn với mức độ thấp Khu vực bị ăn mịn có ức chế Hình 3.8 Bề mặt mẫu thép ranh giới ăn mòn Không tiếp xúc với axit Kết khảo sát nghiên cứu cho thấy dịch chiết sim có khả ức chế ăn mịn CT3 mơi trường axit H2SO4 0,5M 3.2 Phân lập, đánh giá khả UCAM số thành phần DCS 3.2.1 Phân lập đánh giá khả UCAM phân đoạn chiết 3.2.1.1 Phân lập phân đoạn chiết a Sàng lọc hóa thực vật với DCS phân đoạn chiết Trên sở kết thu sau tiến hành khảo sát sơ lớp hợp chất tự nhiên có dịch chiết sim phương pháp sắc ký mỏng cho thấy dịch chiết sim phân đoạn từ D1 ÷ D6 chứa hợp chất có khung flavonoid đa nhóm chức có chứa nhóm hydroxy –OH cacbonyl C=0 Dịch chiết sim phân đoạn chiết màu xanh thuốc thử FeCl3, màu hồng với thuốc thử vanillin màu xanh với thuốc thử CAM b Kết nghiên cứu phổ hồng ngoại DCS phân đoạn chiết 447.41 447.41 509.12 817.68 771.40 609.41 640.26 593.98 833.11 755.97 1241.95 1072.24 1033.68 1056.82 1380.81 1342.23 1203.38 1203.38 1619.94 1450.23 1627.65 Hình 3.10 Phổ hồng ngoại dịch chiết sim, phân đoạn chiết D1 D4 3440.44 1450.23 1704.79 1619.94 2939.03 3394.16 3355.59 % §é trun qua DCS D1 D4 4000 3000 2000 1000 -1 Sè sãng (cm ) Dữ liệu phổ hồng ngoại cho thấy mẫu D1 xuất pic đặc trưng cho nhóm chức thay đổi có khác biệt so với mẫu S D4 Khi so sánh độ đồng với liệu ngân hàng phổ hồng ngoại, phổ hồng ngoại D1 cho kết gần với hợp chất tannin có chứa nhóm glycosit 3.2.1.2 Khảo sát khả UCAM PDC a Tổn hao khối lượng thép với phân đoạn chiết/ axit H2SO4 0,5M Dựa đồ thị, nhận thấy thời gian đầu thử nghiệm đánh giá tổn hao khối lượng, khác biệt khối lượng hao hụt mẫu không thực rõ ràng 10 Tỉn hao khèi lỵng (g/cm2) Tỉn hao khèi lỵng (g/cm2) 0,6 Tỉn hao khèi lỵng thÐp sau 48h 0,15 0,10 A D13A D23A D33A D43A 0,05 §iỊu kiƯn thÝ nghiƯm: o - nhiệt độ phòng: 25 C 0,00 20 40 Tỉn hao khèi lỵng thÐp sau 196h 0,5 A S3A D13A D23A D33A D43A 0,4 0,3 0,2 0,1 Thùc tại: o - nhiệt độ phòng 25 C 0,0 Thêi gian (h) 20 40 60 80 100 120 140 160 180 200 Thêi gian (h) Hình 3.19 Tổn hao khối lượng mẫu CT3 axit H2SO4 0,5 M có mặt phân đoạn chiết nồng độ 0,5 % Tuy vậy, sau 24h ngâm mẫu, độ hụt khối mẫu rõ rệt phân biệt rõ A D13A D23A D33A D43A -2 -1 Tốc độ ăn mòn (mg.cm h ) Hình 3.12 Biến thiên tốc độ ăn mịn dựa tổn hao khối lượng theo thời gian 0 10 20 30 40 50 Thêi gian ng©m (h) Bảng 3.7 Hiệu suất ức chế theo tổn hao khối lượng (Hin) mẫu D13A ÷ D43A Thời gian ngâm (h) Hiệu suất ức chế theo tổn hao khối lượng - Hin (%) D13A 46,5 D23A 10.5 D33A - D43A 12.6 16 37,3 4.0 - - 24 35,1 23.7 7.7 18.4 48 33,8 10.7 - - Kết cho thấy, nồng độ so sánh 0.5%, mẫu D1 thể tính ức chế ăn mịn tốt so với mẫu S05 phân đoạn chiết từ D2 ÷ D4 Do vậy, D1 phân đoạn chiết lựa chọn để khảo sát, đánh giá phương pháp điện hóa khác b Điện ăn mịn Ecorr phân đoạn chiết D1 Trong môi trường axit H2SO4 0,5M, có mặt D1, điện ăn mịn Ecorr bị chuyển dịch phía dương Xu hướng biến đổi điện ăn mòn phụ thuộc vào 11 thay đổi nồng độ D1 cho thấy tác dụng ức chế ăn mịn D1 đóng vai trị chất ức chế hỗn hợp tác động lên hai trình anot catot c Phương pháp phân cực tuyến tính Đường cong phân cực thép axit có mặt khơng có mặt D1 hàm lượng khác thể hình 3.22 đây: 1E-3 I (A/cm2) Hình 3.22 Đường phân cực tuyến tính dạng log|i|/E theo nồng độ D1 A D12A D14A D15A D16A 1E-4 1E-5 1E-6 Điều kiện thí nghiệm: - Nhiệt độ 25oC 1E-7 -0.50 -0.48 -0.46 -0.44 -0.42 E (V/ Ag/AgCl) Bảng 3.8 Giá trị mật độ dòng ăn mòn điện trở phân cực theo nồng độ D1 Mẫu Điện ăn mịn Ecorr (mV) Mật độ dịng ăn mịn Jcorr (µA/cm2) Hiệu suất HJcorr (%) Điện trở phân cực Rp (Ohm) A -456,57 739,682 0.00 43,80 D11A -440,528 254,235 76 49,6 D12A -451,087 217,296 66 56,8 D14A -445,804 187,73 75 60,3 D15A -444,35 184,912 67 75 D16A -441,278 154,613 79 75,8 -4 100 8.0x10 7.0x10-4 Jcorr (A/cm2) Điện trở phân cực (.cm ) 80 6.0x10-4 60 Điện trở phân cực Jcorr 5.0x10-4 4.0x10-4 40 -4 3.0x10 20 2.0x10-4 1.0x10-4 -1 10 11 Nång ®é øc chÕ (%) 12 Hình 3.23 Tương quan dòng ăn mòn điện trở phân cực theo nồng độ D1 Trong môi trường H2SO4 0,5M, mật độ dịng ăn mịn giảm mạnh có mặt phân đoạn D1 nồng độ thấp 0,1% Mật độ dịng ăn mịn có xu hướng tăng theo nồng độ ức chế sử dụng Hiệu suất ức chế tính theo Jcorr đạt từ 66 - 86 % tùy theo hàm lượng DCS sử dụng Hiệu suất ức chế cao cho thấy chất ức chế có hiệu mơi trường H2SO4 0,5M d Phương pháp tổng trở điện hóa phân đoạn chiết D1 30 A D11A D12A D14A D16A D17A -Im(Z) (Ohm) 25 20 15 10 Hình 3.24 Phổ tổng trở Nyquist thép theo nồng độ D1 nhiệt độ phòng 0 10 20 30 40 50 60 70 80 Re(Z) (Ohm) Bảng 3.9 Hiệu suất ức chế (HRct%) mẫu thép theo nồng độ D1 Nồng độ ức chế Điện dung lớp kép Cdl (mF) Điện trở chuyển điện tích Rct (Ωcm2) Tần số Zimax (Hz) Hiệu suất ức chế HRct (%) A 0,219 30,58 23,9061 0,00 D11A 0,115 43,05 31,6296 28,22 D12A 0,116 41,72 31,6296 25,93 D14A 0,091 45,55 31,6296 32,16 D15A 0,085 44,98 31,6296 31,30 D16A 0,069 57,17 50,7965 45,95 Khi sử dụng hàm lượng D1 tăng dần, độ lớn cung chuyển điện tích tăng, điện trở chuyển điện tích tăng theo hàm lượng D1 sử dụng e Đặc trưng hình thái bề mặt thép có mặt phân đoạn chiết D1 Bề mặt mẫu thép có mặt phân đoạn chiết D1 bị ăn mịn đều, bề mặt hình thành khe, rãnh nông song song, phân bố đặn bề mặt cho thấy có tác động làm suy yếu q trình ăn mịn bề mặt Có thể nói tượng ức chế ăn mòn diễn ra, nhiên, khơng đồng tồn bề mặt thép 13 (a) (b) Hình 3.25 Bề mặt mẫu thép có mặt D11A (a) D12A (b) (a) (b) Hình 3.26 Bề mặt mẫu thép có mặt D13A (a) D17A (b) 3.2.2 Làm giàu đánh giá khả UCAM tannin 3.2.2.1 Phân tích tổng polyphenol (TPC) DCS phân đoạn chiết Phân tích tổng polyphenol Phương pháp Folin–Ciocalteu Dựa kết thu được, nói dịch chiết sim có hàm lượng TPC cao tương đương phân đoạn D1 Bảng 3.10 Kết phân tích hàm lượng polyphenol tổng (TPC) TT Tên mẫu Dịch chiết sim Giá trị hàm ẩm TCVN5613:2007(%) 33,14 Phân đoạn chiết D1 32,84 Giá trị tổng polyphenol (TPC) (%) 19,15 20,99 3.2.2.2 Làm giàu, định tính định lượng tannin a Kết định tính tanin Từ kết thử định tính cho thấy mẫu có tannin thủy phân tannin ngưng tụ b Phương pháp định lượng tanin Tannin dịch chiết sim định lượng dựa theo phương pháp Kumazawa cộng sử dụng phương pháp chuẩn độ với KMnO4 thị indigocarmin 14 Bảng 3.12 Kết định lượng tannin STT Mẫu nghiên cứu Hàm lượng (% khối lượng ) Mẫu DCS 37,8 Tannin sau làm giàu 70,2 c Phổ hồng ngoại tanin tách từ dịch chiết sim % §é trun qua 2360.543 1448.34 1386.626 1039.487 1633.48 1733.765 Hình 3.27 Phổ hồng ngoại dịch chiết sim phần tannin 2929.464 3236.104 1735.649 2368.196 1056.817 1457.945 1627.653 1211.097 làm giàu 1388.519 3446.315 DCS tannin 2931.318 3440.441 4000 3000 2000 1000 -1 Sè sãng (cm ) Khi so sánh với số liệu phổ hồng ngoại công bố, phổ hồng ngoại phần tannin làm giàu có độ trùng lặp cao với liệu phổ tannin thủy phân tannin ngưng tụ, nói hỗn hợp làm giàu từ dịch chiết sim tannin 3.2.2.3 Đánh giá khả UCAM tannin a Điện ăn mòn Ecorr Điện ăn mòn Ecorr có mặt tannin chuyển dịch phía dương, nhiên chuyển dịch không lớn b Phương pháp phân cực tuyến tính c Bảng 3.13 Thơng số điện hóa hiệu suất ức chế tannin Điện ăn mòn Ecorr (mV) Mật độ dòng ăn mòn Jcorr (µA/cm2) Hiệu suất HJcorr (%) Điện trở phân cực Rp (Ohm) A -456,57 739,682 0,0 43,80 0,0 T1A -445,448 141,614 80,9 155,1 71,8 T5A -448,33 106,016 85,7 169,5 74,2 T6A -447,595 97,173 86,9 180,9 75,8 T7A -449,025 126,857 82,9 190,4 77,0 Mẫu 15 Hiệu suất HRp (%) Hiệu suất ức chế dựa dòng ăn mòn đạt giá trị 80%, nói hỗn hợp tannin làm giàu có khả ức chế ăn mịn tốt mơi trường axit H2SO4 0,5M 1E-3 Hình 3.30 Đường cong phân cực log|i|/E thép Jcorr (A/cm ) 1E-4 A T1A T5A T6A T7A 1E-5 1E-6 1E-7 §iỊu kiƯn ®o: - nhiÖt ®é 25 oC - Axit H2SO4 0,5 M theo hàm lượng tannin 1E-8 -0.48 -0.46 -0.44 E (V/ Ag/AgCl) d Phương pháp tổng trở điện hóa 60 A T1A T5A T6A T7A -Im(Z) (Ohm) 50 40 30 Hình 3.31 Phổ tổng trở Nyquist theo nồng độ 20 tannin 10 -10 20 40 60 80 100 120 140 160 Re(Z) (Ohm) Độ lớn cung tổng trở tăng rõ rệt có mặt tannin dung dịch đo, cho thấy gia tăng điện trở chuyển điện tích Điện trở chuyển điện tích tỉ lệ nghịch với dịng ăn mịn, vậy, kết luận tannin làm giảm ăn mòn thép axit H2SO4 0,5M hiệu suất ức chế dựa phương pháp tổng trở đạt từ 74,578,3% tương đương với phương pháp đánh giá điện hóa khác Bảng 3.14 Hiệu suất ức chế (HRct%) theo nồng độ tannin Nồng độ Điện dung Điện trở chuyển Tần số - Hiệu suất ức ức chế lớp kép Cdl (mF) điện tích Rct (Ωcm2) Zimax (Hz) chế HRct(%) A 0,219 30,58 23,9061 0,00 T1A 0,1346 121,29 35,7201 74,52 T5A 0,1033 128,16 35,7201 75,89 T6A 0,08892 135,96 35,7201 77,27 T7A 0,09406 142,52 35,7201 78,32 16 CPE Rs Hình 3.32 Sơ đồ mạch điện tương đương hệ thép/ axit/ tannin CPE L2 Rct Trong phần tannin làm giàu phương pháp sắc ký, hàm lượng tannin chiếm tới 70% thành phần Hiệu suất ức chế dung dịch có chứa tannin đạt tới 86,9% dòng ăn mòn jcorr, 78,3% với điện trở chuyển điện tích Rct mức tốt Như vậy, tannin đóng vai trị ức chế chủ yếu dịch chiết sim Bảng 3.15 So sánh hiệu suất ức chế DCS, phân đoạn D1 tannin Mẫu ức chế Nồng độ sử dụng HRct 0,00 A 3.3 Hiệu suất ức chế (%) HRp 0,00 HJcorr 0,00 S5A 2% 36,20 59,67 76,53 D15A 2% 31,30 41,60 66,89 T5A 2% 75,89 74,16 85,67 Mơ hình hấp phụ ức chế ăn mịn H2SO4 0,5M Mơ hình hấp phụ Langmuir thiết lập theo dạng phương trình Virial Parson dựa quan hệ log(C/) theo logC Áp dụng mơ hình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir cho chất ức chế phân đoạn tannin DCS thu kết 3.3.1 Đẳng nhiệt hấp phụ xác định theo Jcorr H2SO4 0,5 M Bảng 3.17 Kết fitting tuyến tính mơ hình hấp phụ STT A R2 B SD N P 0,10162 ± 0,00353 1,02482 ± 0,00293 0,99996 0,00521