腐蝕的巨大危害不僅體現在經濟損失上，還會帶來環境污染、資源浪費等問題。性能良好、環境友好無污染的緩蝕劑新品種具有發展前途。近年來的研究工作除運用分子設計合成高效多功能環境友好的高分子有機緩蝕劑之外，探索從天然植物、海產動植物中提取分離緩蝕組分得到關注和重視，如國內外學者開展了從玉蘭葉、桔皮、黃柏、花椒、茶葉、樟樹葉、竹葉以及檳榔種子等中提取緩蝕成分和緩蝕性能的評價研究。研究結果表明，這些植物對不同介質中的金屬具有較好的緩蝕性能。毛茛科植物威靈仙分布廣，根葉含有甾醇、糖類、內酯、白頭翁素、大環糖苷、三萜甙等大極性組分和氨基酸、有機酸等物質，藥物應用及研究較多。筆者初步研究了威靈仙提取液在模擬工業循環冷卻水中對Q235鋼的緩蝕性能。

1實驗部分

1.1儀器和試劑
電化學工作站（CH1660E，上海辰華公司）；紫外－可見分光光度計（UV2450，日本島津）；旋轉掛片儀（RCC-Ⅱ，江蘇秦郵公司）；氯化鈉（NaCl，AR）；二水氯化鈣（CaCl2•2H2O，AR）；碳酸氫鈉（NaHCO3，AR）；七水硫酸鎂（MgSO4•7H2O，AR）；無水乙醇（CH3CH2OH，AR）；Q235碳鋼掛片（72.4mm×11.5mm×2mm）；威靈仙莖根（市售）。按標準配制的模擬循環冷卻水作為電化學和腐蝕失重測試的實驗介質。

1.2提取液的制取
稱取20g威靈仙與1000mL蒸餾水混合，置于恒溫水浴鍋中加熱至一定溫度并恒溫浸泡2h，冷卻至室溫，過濾，濾液即為提取液。待測樣品質量濃度（g/mL）按量取的提取液體積V（mL）、加入空白試液至20mL計算：C=0.02×V/20（其中0.02為威靈仙提取液的質量濃度，g/mL）。

1.3電化學實驗
工作電極為圓柱Q235鋼，工作面積1cm2，非工作面積以環氧樹脂涂封。試驗采用三電極體系，輔助電極為鉑電極，參比電極為飽和甘汞電極。掃描速度為10mV/s，掃描范圍為Ecorr±250mV。所有電化學實驗試液均為20℃。

1.4腐蝕失重實驗
片狀Q235鋼72.4mm×11.5mm×2mm，懸掛在2000mL、50℃實驗介質中，試片線速度0.35m/s，實驗72h，計算腐蝕速度和緩蝕率。

1.5光譜測試
待測溶液稀釋30倍之后進行190～900nm的UV-Vis吸收光譜測試，參比溶液為蒸餾水。

2結果與討論

2.1提取液制備的影響因素
實驗研究了水溶法制備威靈仙提取液的醇〔6〕、酸、熱三因素的影響。

80℃水溶（含乙醇7％與否）提取2h的極化曲線測試結果如圖1所示（a、b、c的icorr分別為14.5、4.28、6.71μA）。

由圖1可見，80℃水溶提取液的icorr（腐蝕電流）小于乙醇助提，這說明威靈仙80℃水溶直接提取的樣品溶液緩蝕效果好于加醇助提。

20℃的室溫水溶（含HCl與否）提取5h的紫外-可見吸收光譜測試結果如圖2所示。

由圖2可見，在280nm的吸收峰處，幾種濃度的酸中，室溫水溶含HCl20%助提溶解出來的有效成分最多，但其紫外吸收峰值還沒有80℃純水熱溶的高。

純水熱溶（不同溫度）提取的紫外-可見吸收光譜測試結果如圖3所示。

由圖3可見，對比280nm的吸收峰值，在溫度為80℃時，威靈仙的有效成分能夠更好的溶出。

水溶提取的酸熱協同效應紫外-可見吸收光譜測試結果如圖4所示。

由圖4可見，280nm處的吸收峰值與圖2中280nm處的吸收峰相比，在酸和熱（溫度）的聯合作用下，威靈仙中的有效成分能夠更好地提取出來，80℃時威靈仙在較高酸度（15%HCl）中的溶出效果協同效應較好。考慮到酸度太高會加劇金屬腐蝕以及酸度低至1%HCl時幾無酸熱溶出協同效應，所以試選了5%HCl助提，其提取液的電化學極化曲線參數如表1所示。

由表1可見，5%HCl，80℃條件下的威靈仙提取液的icorr相較空白實驗反而增大，這表明此條件下的提取液會加劇腐蝕，所以即使其有效成分能溶出更多，但是由于酸的影響，其緩蝕性能還是不及純水熱溶提取的效果。所以，以下實驗皆采用80℃水溶2h的方法獲取威靈仙提取液。

2.2緩蝕性能極化曲線參數
不同濃度威靈仙提取液的極化曲線測試結果的參數值如表2所示。

由表2可見，提取液的緩蝕類型屬于陽極型腐蝕抑制，樣品質量濃度在7.52×10-3g/mL時緩蝕效果較好。由于威靈仙提取液中含有吲哚生物堿〔7〕、脂肪酸、酚類、多醣、酮類等多種化學成分，而這些成分中又含有大量的羥基、羧基、氨基等功能基團，其緩蝕作用主要表現在基團中的N、O等原子電負性大，又有孤對電子，可與鋼樣表面Fe原子的空d軌道配位，可能導致化學吸附成膜，降低Fe原子與H+的反應活性，從而抑制了Fe的腐蝕。

2.3緩蝕性能失重試驗
不同濃度提取液的掛片腐蝕速率與緩蝕率如表3所示。

由表3可見，當加入威靈仙質量濃度為7.52×10-3g/mL時，其對Q235鋼的緩蝕率最高，可達到92.09%，相應腐蝕速率為0.0430mm/a。

2.4緩蝕性能阻抗譜
提取液樣品緩蝕Q235鋼的交流阻抗奈奎斯特圖和波特圖如圖5所示。

由圖5可見，沒有威靈仙存在測得的奈奎斯特圖基本為一半圓，而投加了1.25×10-2g/mL威靈仙之后，其奈奎斯特圖出現了明顯的Warburg阻抗，說明威靈仙的加入使其在電極表面的動態吸附過程形成了一個阻擋的滯留層，從而擴散過程成為了電極過程的控制步驟。具體參見http://www.dowater.com更多相關技術文檔。

交流阻抗譜的電化學參數如表4所示。

由表4可見，從其高頻部分的容抗弧外推得到的Rt值為3432Ω•cm2，比未加威靈仙的Rt值（1691Ω•cm2）大了很多。相應的緩蝕效率為50.7%。此外，其等效電路中常相位角元件的Y0值也比空白實驗小很多，表明威靈仙的加入使得電極表面雙電層電容變小，抑制了電極反應的速度。

3結論
威靈仙來源廣泛，可從自然植物中提取，環境友好，不產生有害物質。其熱水浸溶提取液可用作Q235碳鋼的緩蝕劑，屬陽極抑制型緩蝕劑。當提取液質量濃度為7.5×10-3g/mL左右時，緩蝕效率達92%以上，腐蝕速率為0.0430mm/a。

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