3、生物聚合物与接枝生物聚合物作为腐蚀抑制剂的研究

生物聚合物与接枝生物聚合物作为腐蚀抑制剂的研究

1. 引言

腐蚀是多个工业领域面临的严重问题，据美国腐蚀工程师协会（NACE）统计，全球每年因腐蚀造成的损失高达数万亿美元，尤其是在金属或金属合金暴露于各种酸性腐蚀环境的工业过程中。使用抑制剂是一种常见且有效的防腐蚀方法，特别是在盐酸（HCl）和硫酸（H₂SO₄）等酸性介质中。近年来，随着生态意识的增强，人们开始寻找更可持续的解决方案，希望用更环保、可持续的天然源抑制剂取代主要由有毒物质组成的传统抑制剂。在这种背景下，生物聚合物作为环保型抑制剂在多个工业领域的应用逐渐增多。

2. 生物聚合物作为腐蚀抑制剂

生物聚合物具有显著的腐蚀抑制潜力，这与其能够通过物理相互作用或化学键吸附在金属表面有关，从而保护阳极和阴极区域，起到混合抑制剂的作用。腐蚀抑制剂分子需要具备特定的结构特征才能吸附到金属表面，例如具有孤对电子的氮、氧和硫等杂原子、芳香环以及双键和三键，这些部位由于具有较高的π电子密度，是可能的吸附位点。此外，分子大小和空间效应等因素也会影响抑制效率。傅里叶变换红外光谱（FTIR）常用于表征生物聚合物和接枝生物聚合物。用作腐蚀抑制剂的碳水化合物含有羟基、羰基和羧基等，这些都是生物聚合物可能的吸附位点。此外，接枝或化学改性的生物聚合物可以增加含氮（尤其是胺）或硫基团的吸附位点，从而优先进行化学吸附而非物理吸附。

3. 生物聚合物的结构和化学特性

基于碳水化合物的生物聚合物是由一种或多种单糖通过缩聚反应形成的大分子，它们通过糖苷键结合在一起，形成长的线性或支链。在自然界中，这些生物聚合物由植物和动物细胞产生，可以以均多糖或杂多糖的形式存在，具有中等或较高的分子量。这些材料表现出相当大的腐蚀抑