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        CO2 環(huán)境中植物緩蝕劑研究進(jìn)展

        2021-02-03 09:00:02賀三徐慧蘭張劍雄王傳軍王坤楊文趙志超
        表面技術(shù) 2021年1期
        關(guān)鍵詞:緩蝕劑提取物抑制劑

        賀三,徐慧蘭,張劍雄,王傳軍,王坤,楊文,趙志超

        (1.西南石油大學(xué),成都 610500;2.中海石油(中國(guó))有限公司天津分公司,天津 300452; 3.中石化重慶天然氣管道有限責(zé)任公司,重慶 408000)

        在全球范圍內(nèi),每年因腐蝕造成的經(jīng)濟(jì)損失約為2.5 萬(wàn)億美元,約占總GDP 的3.4%,腐蝕問題與經(jīng)濟(jì)損失、運(yùn)行安全密切關(guān)聯(lián),是全世界腐蝕學(xué)科的科學(xué)家和工程師致力解決的重要問題[1]。石油與天然氣生產(chǎn)領(lǐng)域作為全球經(jīng)濟(jì)的推動(dòng)行業(yè),也常伴隨著嚴(yán)重的金屬腐蝕問題[2]。隨著能源需求的迅速增加,油氣田開發(fā)力度逐漸加大,高含CO2的油氣井?dāng)?shù)量也越來(lái)越多,但在產(chǎn)出水中常伴隨有大量腐蝕介質(zhì),如Cl-、H2S 等,進(jìn)一步加速了CO2腐蝕[3]。

        采用適當(dāng)?shù)姆栏侄慰蓪⒏g成本降低15%~35%(375~875 億美元)[4]。在常用的防腐技術(shù)中,使用腐蝕抑制劑是一種普遍和經(jīng)濟(jì)的方法,它們易于合成,應(yīng)用方便,成本低廉,且在相對(duì)低的濃度下就能產(chǎn)生顯著的防腐效果[5]。這些有機(jī)化合物通過雜原子和π 電子吸附在金屬和合金表面,并形成保護(hù)性表面屏障,從而保護(hù)金屬免受腐蝕降解[6]。通常,有機(jī)抑制劑的雜原子存在于極性官能團(tuán)中,例如─CN、─NO2、─NH2、─OH、─COOH、─COOC2H5、─OCH3等,這些極性官能團(tuán)在吸附過程中充當(dāng)吸附中心,同時(shí)也增強(qiáng)了有機(jī)化合物在極性電解質(zhì)溶液(如HCl、H2SO4、H3PO4、HNO3、H2O 等)中的溶解度[7]。

        目前,在科學(xué)技術(shù)和工程領(lǐng)域中的“綠色化學(xué)”概念不斷增加,限制了傳統(tǒng)有毒有害腐蝕抑制劑的使用[8]。“綠色化學(xué)”是科學(xué)技術(shù)的一個(gè)分支,通過減少惡性物質(zhì)的排放和應(yīng)用環(huán)境友好的化學(xué)品,來(lái)達(dá)到保護(hù)環(huán)境的目的[9]。最近,日益增強(qiáng)的生態(tài)意識(shí)和嚴(yán)格的生態(tài)友好法規(guī)為腐蝕科學(xué)領(lǐng)域的科學(xué)家和工程師指明了一條新的研究道路,他們傾向于提取與合成綠色緩蝕劑(如使用化學(xué)藥品(藥物)和離子液體(專用化學(xué)品)來(lái)完成綠色緩蝕劑的開發(fā)[10]),來(lái)抑制金屬的腐蝕。

        植物在光合作用過程中吸收溫室氣體CO2及其他污染物,并將輻射能(陽(yáng)光)轉(zhuǎn)化為有機(jī)化合物,用作食品、木材、油、樹脂以及商用染料[11],具有易獲得、無(wú)毒、廉價(jià)且可生物降解的特性,有利于環(huán)境清潔與保護(hù)[12]。到目前為止,已經(jīng)報(bào)道了一些植物提取物用作腐蝕抑制劑的案例,例如柑桔、苦瓜、蘆薈、苦丁茶、銀杏、向日葵等[13],均顯示出了良好的腐蝕抑制作用。

        在以往的植物提取物綜述中,對(duì)CO2環(huán)境下植物緩蝕劑的概述非常有限,但CO2腐蝕在石油生產(chǎn)、運(yùn)輸、存儲(chǔ)和加工過程中非常普遍,并亟待解決[14]。因此,本文將側(cè)重對(duì)飽和CO2環(huán)境中植物緩蝕劑的研究進(jìn)展進(jìn)行綜合評(píng)述,同時(shí)結(jié)合植物提取方法與緩蝕機(jī)理進(jìn)行概述,以期為將植物緩蝕劑運(yùn)用于石油與天然氣領(lǐng)域,以解決因CO2造成的地面管線腐蝕問題提供參考。

        1 植物有效成分的分析與提取

        1.1 有效成分分析

        植物可作為腐蝕性介質(zhì)中金屬和合金的腐蝕抑制劑,不同的植物具有不同的活性成分,其中起腐蝕抑制作用的主要化合物不盡相同[15]。常使用的化學(xué)成分分析手段有傅里葉變換紅外光譜(FT-IR)、液相色譜-質(zhì)譜(LC-MS)、X 射線衍射儀(XRD)、X射線光電子能譜分析(XPS)等[16]。分析植物提取物中的有效成分不僅可以優(yōu)化提取物制備方法,而且有利于對(duì)其緩蝕機(jī)理進(jìn)行深入探索。植物提取物作為腐蝕抑制劑的相關(guān)報(bào)道見表1。

        Nazari 等[17]研究發(fā)現(xiàn)牡丹葉提取物是一種混合型抑制劑,可阻斷碳鋼表面的陰極活性位,且在物理吸附中,抑制劑分子與金屬表面之間會(huì)發(fā)生靜電相互作用。Abiola 等[18]發(fā)現(xiàn)珠子草提取物的吸附與Langmuir吸附等溫線一致,當(dāng)提取物體積濃度為20%時(shí),抑制效率為76%。Anupama 等[19]同樣研究了珠子草提取物,使用密度泛函理論(DFT)和Hartree-Fock(HF)方法的混合版本(即B3LYP)進(jìn)行了完整的幾何優(yōu)化。El-Etre 等[20]研究表明,橄欖葉提取物的抑制作用歸因于其酚類化合物在鋼表面的物理吸附,提取物的存在降低了投射型區(qū)域中的電荷密度,增加了腐蝕過程的活化能。Mehdipour 等[21]研究了蘆薈提取物中的活性物質(zhì),主要成分的化學(xué)結(jié)構(gòu)如圖1 所示。

        表1 植物提取物作為腐蝕抑制劑的相關(guān)報(bào)道 Tab.1 Related reports on plant extracts as corrosion inhibitors

        圖1 蘆薈提取物主要成分的化學(xué)結(jié)構(gòu) Fig.1 chemical structure of the main components IN aloe extract: a) aloin (A and B); b) aloesin; c) aloeresin A; d) aloeresin B; e) aloe-emodin

        1.2 提取物制備的方法與參數(shù)

        目前,眾多學(xué)科和技術(shù)領(lǐng)域?qū)G色化學(xué)的需求不斷增長(zhǎng),研究提取物制備方法及提取效率成為了主攻方向。植物具有天然可降解的特點(diǎn),被視為綠色且可再生的環(huán)保材料,可作為腐蝕介質(zhì)(包括HCl、H2SO4、H3PO4、HNO3以及CO2環(huán)境)中金屬和合金的腐蝕抑制劑[22]。

        1.2.1 提取方法

        植物提取技術(shù)可分為常規(guī)提取和非常規(guī)提取,在醫(yī)學(xué)、食品、化妝品以及腐蝕等領(lǐng)域均具有較大的應(yīng)用價(jià)值和研究意義[23]。有效成分的提取方法大多遵守“相似相溶”的原理,即選用適當(dāng)?shù)娜軇┖头椒◤闹参镏薪鲇行С煞?。除甲醇、乙醇、丙酮、蒸餾水等常規(guī)溶劑以外,超臨界流體萃取方法作為國(guó)際上最先進(jìn)的物理萃取技術(shù),在工業(yè)上被廣泛使用[24],研究學(xué)者也常采用超聲波和微波用于輔助提取[25],相關(guān)報(bào)道列于表2 中。

        雖然超臨界流體萃取技術(shù)所需的工藝要求較高,但往往能得到極佳的提取效果。同時(shí),超聲輔助提取技術(shù)和微波輔助提取技術(shù)的應(yīng)用也可有效縮短處理時(shí)間,提高處理效率。

        1.2.2 影響因素

        在植物有效成分的提取過程中,應(yīng)著重考慮幾個(gè)主要影響因素:

        1)提取溶劑。植物組織中的有效成分溶解于提取溶劑中,因此選擇合適的萃取溶劑對(duì)于有效萃取非常重要。廣泛的文獻(xiàn)調(diào)研表明,水具有簡(jiǎn)單、易獲取且無(wú)毒的特性,是最為環(huán)保的溶劑,但是某些植物提取物的制備仍需要有機(jī)溶劑,例如乙醇和丙酮[37]。

        2)提取溫度。溫度對(duì)植物有效成分的提取影響較大。若溫度較低,會(huì)限制植物有效成分的溶解度,而溫度較高,則會(huì)導(dǎo)致活性成分分解。一些研究人員發(fā)現(xiàn),對(duì)大多數(shù)植物而言,在60~80 ℃的溫度范圍內(nèi)進(jìn)行提取效率最佳[38]。

        3)干燥溫度。通常,將植物材料放置于陰涼處室溫干燥,但需要的干燥時(shí)間往往過長(zhǎng)。目前逐漸使用烘箱干燥取代自然干燥,干燥溫度也可設(shè)置在60~80 ℃的范圍內(nèi),在不傷害活性成分的同時(shí),加快干燥速度[39]。

        表2 植物提取物制備方法的相關(guān)報(bào)道 Tab.2 Relevant reports on preparation methods of plant extracts

        4)提取時(shí)間。提取物有效成分含量隨提取時(shí)間的增加而增加,當(dāng)萃取達(dá)到平衡后,提取物有效成分的含量也就趨于穩(wěn)定。為節(jié)省時(shí)間,常通過實(shí)驗(yàn)的方式確定最佳提取時(shí)間,再進(jìn)一步應(yīng)用于工業(yè)生產(chǎn)中。

        除此之外,有機(jī)溶劑濃度、料液比[40]等因素也影響著植物有效成分的提取效率,具體提取時(shí)應(yīng)采取針對(duì)性的實(shí)驗(yàn),以確定各提取參數(shù)。

        2 植物緩蝕劑在CO2 體系中的緩蝕效果

        2.1 主要腐蝕介質(zhì)為飽和CO2的3.5%NaCl溶液

        在已報(bào)道的飽和CO2腐蝕體系的案例中,植物提取物顯示出了良好的腐蝕抑制作用,其中腐蝕介質(zhì)為3.5%NaCl 溶液的報(bào)道較多,相關(guān)報(bào)道列于表3 中。

        在腐蝕研究方法方面,電化學(xué)測(cè)量、掃描電子顯微鏡和傅里葉變換紅外光譜的使用頻次較高,量子化學(xué)計(jì)算和分子動(dòng)力學(xué)模擬作為未來(lái)研究的方向之一,可為大量實(shí)驗(yàn)工作減輕負(fù)擔(dān);在吸附性質(zhì)方面,大部分植物提取物都屬于混合型抑制劑,符合Langmuir吸附等溫線;在緩蝕效率影響規(guī)律方面,植物緩蝕劑的緩蝕效率首先隨著提取物濃度的增加而增加,到達(dá)最大值后,再逐漸減小,實(shí)際應(yīng)用時(shí)采用最佳提取物濃度,可將其緩蝕效率最大化,更加經(jīng)濟(jì)適用。

        2.2 其他腐蝕介質(zhì)

        Zhang 等[49]研究了橘皮提取物分別對(duì)飽和CO2和CO2/H2S 共存鹽溶液中Q235 鋼的腐蝕抑制作用。結(jié)果表明,比起CO2/H2S 共存鹽溶液,橘皮提取物在 CO2飽和鹽水中的緩蝕效率更高,最高可達(dá)97.6%。Bacca 等[50]研究了白堅(jiān)木提取物對(duì)鋼在酸性介質(zhì)中的腐蝕抑制作用,在高壓(1.5 MPa)和高溫(70 ℃)下評(píng)估提取物在富含CO2水溶液中對(duì)鋼的緩蝕性能。Silva 等[51]將環(huán)保型多元醇磷酸酯作為AISI 1020 鋼的腐蝕抑制劑,在含CO2的水溶液中,因其在金屬表面或氧化物膜上的吸附作用而具有良好的緩蝕效果。

        表3 主要腐蝕介質(zhì)中植物緩蝕劑的相關(guān)報(bào)道 Tab.3 Related reports on plant corrosion inhibitors in major corrosive media

        3 協(xié)同復(fù)配研究

        為有效提高植物緩蝕劑的緩蝕效率,可采用兩種方法:物質(zhì)組合及物質(zhì)合成。

        3.1 物質(zhì)組合

        物質(zhì)組合指植物提取物與金屬離子(如Zn2+)和鹵離子(如I-)組合。Zn2+易與植物提取物形成絡(luò)合物,在局部陽(yáng)極區(qū)域轉(zhuǎn)化為表面抑制劑復(fù)合物,而基板表面游離的Zn2+與氫氧根離子結(jié)合,在陰極區(qū)域形成Zn(OH)2沉淀,兩者共同作用,增強(qiáng)了植物緩蝕劑的腐蝕抑制性能。而與其他鹵化物離子相比,I-半徑和疏水性更高,電負(fù)性更低,更容易吸附在金屬表面,且具有高表面充電能力,有利于吸附更多帶電荷的腐蝕抑制劑。

        通過添加Zn2+或I-可顯著提高植物提取物的緩蝕效率。Johnsirani 等[52]評(píng)估了墨旱蓮葉片提取物對(duì)海水中碳鋼的腐蝕抑制效率,當(dāng)只有墨旱蓮葉片提取物時(shí),緩蝕效率為60%,添加25 mg/L 的Zn2+后,緩蝕效率提高到92%,兩者具有明顯的協(xié)同作用。Cang等[53]研究了I-與艾蒿提取物的協(xié)同作用,當(dāng)艾蒿提取物濃度不變時(shí),緩蝕效率隨I-濃度的增加而增加,當(dāng)I-濃度不變時(shí),緩蝕效率隨艾蒿提取物濃度的增加,先增加后減少,此現(xiàn)象可解釋為先產(chǎn)生協(xié)同作用,后變?yōu)檗卓棺饔?。Umoren 等[54]在0.5 g/L 的椰殼粉提取物中添加不同濃度的KI 溶液(1 mmol/L 和5 mmol/L),以評(píng)估 I-與椰殼粉提取物對(duì)低碳鋼在 0.5 mol/L H2SO4溶液中的緩蝕性能,添加KI 溶液使Ecorr/SCE略微正移,且隨著I-濃度的增加,這種現(xiàn)象越發(fā)顯著,可歸因于協(xié)同作用。Khadraoui 等[55]研究了向0.75 g/L百里香提取物中添加I-對(duì)鋁在1 mol/L HCl 中的緩蝕協(xié)同作用。

        3.2 物質(zhì)合成

        物質(zhì)合成指植物提取物與納米材料合成。目前,納米材料的合成是多個(gè)科學(xué)領(lǐng)域關(guān)注的焦點(diǎn),如物理學(xué)、化學(xué)、生物學(xué)、醫(yī)學(xué)、工程學(xué)以及材料科學(xué)等。與傳統(tǒng)的大顆粒相比,納米顆粒具有較大的表面體積比,性能更佳。有研究發(fā)現(xiàn),納米粒子化學(xué)吸附于金屬表面,從而阻止金屬的進(jìn)一步腐蝕,可用作腐蝕抑制劑。

        Umoren 等[56]合成并表征了二氧化鈰(CeO2)納米材料,評(píng)估了含CeO2納米材料的果膠提取物對(duì)X60 鋼在0.5 mol/L HCl 溶液中的緩蝕作用。根據(jù)溫度、侵入時(shí)間和濃度的不同,CeO2納米材料與果膠提取物分別表現(xiàn)出協(xié)同作用和拮抗作用。Asaad 等[57]將銀納米材料與棕櫚油葉提取物混合,制備新型、無(wú)毒且環(huán)保的腐蝕抑制劑,使碳鋼在1 mol/L HCl 溶液中的腐蝕得到有效抑制,當(dāng)抑制劑體積分?jǐn)?shù)為10%時(shí),緩蝕率可達(dá)到最大值94.1%。隨后,Asaad 等[58]又將該種腐蝕抑制劑添加到鋼筋混凝土中,顯示出增強(qiáng)的耐腐蝕性,這歸因于腐蝕抑制劑在混凝土中形成了水合硅酸鈣(CSH)凝膠,堵住了混凝土的孔隙,最大抑制效率可高達(dá)94.74%。Solomon 等[59]從金合歡樹中提取阿拉伯膠(Gum arabic),并使用天然蜂蜜合成了GA-AgNPs 復(fù)合物,可用作強(qiáng)酸介質(zhì)中鋼的有效腐蝕抑制劑。

        4 緩蝕機(jī)理探討

        植物提取物中含有的有機(jī)化合物以極性官能團(tuán)的形式包含雜原子,例如氧、硫、氮和磷,其脂肪族和芳香族雜環(huán)充當(dāng)吸附中心,有效地吸附在金屬表面形成保護(hù)性表面屏障,將金屬與腐蝕環(huán)境分開,從而起到腐蝕抑制作用[60]。其吸附行為受溫度、金屬性質(zhì)、腐蝕環(huán)境、電子結(jié)構(gòu)以及緩蝕劑分子的平面度等因素影響[61]。

        Mehdipour 等[21]發(fā)現(xiàn)蘆薈提取物的腐蝕抑制作用可歸因于其活性成分吸附在不銹鋼表面,形成隔離膜,這些具有緩蝕作用的化合物都具有孤電子對(duì),在O─H、C==O、C─O、O─雜環(huán)的官能團(tuán)中包含許多氧原子、共軛雙鍵或芳環(huán),滿足典型腐蝕抑制劑的一般特征,且蘆薈的生物活性成分之間具有協(xié)同作用。抑制劑活性成分中的O 原子與金屬表面的正電荷產(chǎn)生靜電吸引,從而自發(fā)地吸附在金屬表面形成腐蝕防護(hù)層,該現(xiàn)象可通過圖2 進(jìn)行說(shuō)明。

        圖2 抑制劑與不銹鋼表面相互作用示意圖 Fig.2 Schematic diagram of the interaction between the inhibitor and the stainless steel surface: a) aloin; b) aloe-emodin

        Deng 等[62]研究了茉莉花提取物對(duì)HCl 溶液中鋁的腐蝕抑制作用,已分離出茉莉花中的一些重要成分,如茉莉甙(C43H60O22)、茉莉苷H(C43H62O23)、茉莉香皂苷(C26H36O14)、茉莉素(C26H38O12)、甜菊糖(C29H36O15)和丁香脂素(C27H34O11),顯然,每種化合物在O─H、C==O、C─O、O─雜環(huán)的官能團(tuán)中也都包含許多氧原子。Li 等[63]發(fā)現(xiàn)竹葉提取物中起緩蝕作用的主要是竹葉黃酮,在官能團(tuán)(OH─、==CO、─CO、O 雜環(huán))中包含許多O 原子,這種腐蝕抑制性能可歸功于金屬抑制劑絡(luò)合物的形成,它阻斷了陽(yáng)極位點(diǎn)(Fe→Fe2++2e),抑制了金屬表面的陽(yáng)極反應(yīng),其有效成分與絡(luò)合物的結(jié)構(gòu)如圖3 所示。

        圖3 竹葉提取物有效成分與絡(luò)合物結(jié)構(gòu)圖 Fig.3 Structure diagram of effective components and complex compound of bamboo leaf extract: a) chemical structure of bamboo leave flavonoids (BLF); b) [BLF-Al]2+ complex compound

        Chaubey 等[64]比較了幾種植物葉片提取物對(duì)鋁合金腐蝕的抑制作用,包括大麻、蛇桐、香茅、番荔枝和鴨嘴花。植物提取物中存在各種有機(jī)化合物,它們可能會(huì)吸附在鋁合金表面,形成保護(hù)膜,吸附的抑制劑分子與金屬表面的相互作用可能會(huì)阻止金屬原子參與腐蝕的陽(yáng)極反應(yīng),從而降低了腐蝕速率。Singh等[65]研究發(fā)現(xiàn)胡椒提取物是一種混合型抑制劑,服從Langmuir 吸附等溫線模型,研究結(jié)果表明,提取物通過吸附機(jī)制抑制堿介質(zhì)中鋁的腐蝕。Umoren[66]研究了酒椰的滲出膠對(duì)鋁在HCl 溶液中的腐蝕抑制作用,可歸因于滲出液中存在一些吸附在鋁合金表面的植物化學(xué)成分,熱力學(xué)參數(shù)表明,吸附過程是自發(fā)的,且屬于物理吸附現(xiàn)象。Oguzie[67]研究認(rèn)為虎尾草提取物對(duì)酸性環(huán)境中的鋁合金具有腐蝕抑制性能,并提出了一種物理吸附機(jī)制,其吸附特性與Freundlich 等溫線近似。

        5 挑戰(zhàn)和展望

        1)目前植物提取物用作金屬緩蝕劑的研究環(huán)境有多種,例如HCl、H2SO4、NaOH、NaCl、Na2SO4、CO2環(huán)境等,在已報(bào)道的文獻(xiàn)中,研究HCl 與H2SO4環(huán)境的案例較多,但關(guān)注CO2環(huán)境的文獻(xiàn)較少。CO2腐蝕是石油與天然氣行業(yè)中亟待解決的難題之一,在后續(xù)的研究中,可多關(guān)注CO2環(huán)境下的植物緩蝕劑,若能解決該領(lǐng)域嚴(yán)重的CO2腐蝕問題,將有效延長(zhǎng)油氣田管線系統(tǒng)的使用壽命,產(chǎn)生極大的經(jīng)濟(jì)效益,極具研究?jī)r(jià)值。

        2)植物提取物具有成本低、易獲得、可生物降解、高效且對(duì)環(huán)境無(wú)害的特點(diǎn),將其用作金屬緩蝕劑具有長(zhǎng)遠(yuǎn)的意義,但應(yīng)用于實(shí)際環(huán)境之前,有必要在實(shí)驗(yàn)室中對(duì)其進(jìn)行毒性、生物蓄積性和生物降解性實(shí)驗(yàn),進(jìn)一步驗(yàn)證所用植物的安全性,但目前大多數(shù)文獻(xiàn)并未進(jìn)行該項(xiàng)研究。同樣,大多數(shù)文獻(xiàn)只重點(diǎn)研究了金屬的靜態(tài)腐蝕,尚未討論金屬表面吸附膜的穩(wěn)定性。

        3)提取物制備的方法與參數(shù)對(duì)研究結(jié)果也有較大的影響。鑒于常規(guī)提取所需時(shí)間長(zhǎng)和處理溫度高的問題,非常規(guī)提取顯得尤為高效,在相對(duì)較短的時(shí)間中使用適宜的處理溫度來(lái)進(jìn)行操作,可達(dá)到事半功倍的作用。除此之外,應(yīng)用新的溶劑,例如超臨界流體、亞臨界流體等,可替代傳統(tǒng)有毒有害的有機(jī)溶劑,更加安全環(huán)保。已報(bào)道的相關(guān)研究中對(duì)提取方法的說(shuō)明較為簡(jiǎn)短,不同的學(xué)者采用了不同的提取方法,卻并未討論為何要采用此種提取方法,以及該種提取方法的優(yōu)缺點(diǎn)。此外,針對(duì)某一植物的最佳提取方法與最佳提取工藝參數(shù),也鮮有研究,但植物的有效緩蝕成分可能多種多樣,不同方法與參數(shù)所獲得的有效成分的濃度會(huì)發(fā)生變化,這都會(huì)影響最終的緩蝕效果。

        4)植物提取物中成分復(fù)雜,只有較少的特定成分具有腐蝕抑制作用,常使用氣相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(GC-MS)和液相色譜-質(zhì)譜聯(lián)用技術(shù)(HPLC-MS)對(duì)提取物成分進(jìn)行輕松分離,再分別研究其緩蝕性能,從而確認(rèn)有效成分,推進(jìn)工業(yè)化應(yīng)用。

        5)針對(duì)植物緩蝕劑的計(jì)算化學(xué)方面的工作開展還相對(duì)較少。目前,基于密度泛函理論的量子化學(xué)計(jì)算、分子動(dòng)力學(xué)(MD)以及蒙特·卡羅方法(MC)等計(jì)算技術(shù),已被用于預(yù)測(cè)植物提取物的化學(xué)性能。研究人員采用軟件模擬的方式對(duì)植物提取物的化學(xué)反應(yīng)和吸附行為進(jìn)行合理預(yù)測(cè),為大量實(shí)驗(yàn)工作減輕了負(fù)擔(dān),可作為未來(lái)研究的方向之一。

        6)為提高植物提取物的緩蝕效率,考慮將其與金屬離子、鹵離子或納米材料協(xié)同復(fù)配,使用較低的濃度達(dá)到理想的緩蝕效果。目前研究鹵化物與植物提取物協(xié)同作用的文獻(xiàn)較多,但有關(guān)納米粒子與植物提取物的協(xié)同作用仍有待進(jìn)一步研究。將最新的納米技術(shù)與腐蝕領(lǐng)域進(jìn)行融合,有利于科學(xué)家探索更高效、更環(huán)保的植物緩蝕劑。

        7)未來(lái)有望將植物緩蝕劑運(yùn)用于石油與天然氣領(lǐng)域,但在工程應(yīng)用之前,還需考慮其對(duì)該領(lǐng)域工藝流程的影響,討論植物緩蝕劑與降凝劑、破乳劑等常規(guī)藥劑之間的配伍性必不可少。

        6 結(jié)語(yǔ)

        植物提取物是替代昂貴且有毒的傳統(tǒng)腐蝕抑制劑的理想選擇,提取物中含有的有機(jī)化合物以極性官能團(tuán)的形式,有效地吸附在金屬表面,形成保護(hù)性表面屏障,在CO2環(huán)境中表現(xiàn)出了良好的緩蝕性能。制備方法優(yōu)化與緩蝕機(jī)理探討,有助于植物緩蝕劑的工業(yè)化應(yīng)用,除此之外,還特別描述了協(xié)同作用現(xiàn)象,在物質(zhì)組合和物質(zhì)合成的基礎(chǔ)上顯著增強(qiáng)植物提取物的腐蝕抑制性能。

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