13、接枝壳聚糖：可持续的金属腐蚀抑制剂

接枝壳聚糖：可持续的金属腐蚀抑制剂

1. 引言

金属材料如钢、铜和铝在石油、油气、电子和汽车等行业广泛应用。然而，这些金属材料在与大气、土壤、石油燃料、有机溶剂、有机酸、天然气、水和湿气接触时，其表面容易被腐蚀和破坏，这不仅造成供应链短缺的经济问题，还带来了环境问题。为解决这些问题，腐蚀抑制剂被广泛用于保护金属。

接枝壳聚糖作为一种腐蚀抑制剂，在酸性、盐性和碱性介质中具有独特的应用。它具有天然腐蚀抑制剂的优点，如毒性较低、环境友好、水溶性好、可生物降解、不易挥发、不易燃、成本低，且无需危险的技术或合成方法。目前，壳聚糖经过改性，引入了磷、硫、氧和氮等原子，使其成为更具极性的优良抑制剂。壳聚糖还被接枝了多种富电子官能团、芳香环和杂原子，例如>C=O–N=O、–N=N–、>C=N–>C=O、>C=C<、酰胺（–CONH₂）、硫醚（–S–）、硫醇（–SH）、腈（–CN）、酰卤（–COX）、硝基（–NO₂）、酯（–COOR）、醚（–O–）、烷氧基（–OR）、三烷基胺（–NR₂）、二烷基胺（–NHR）、氨基/单烷基胺（–NH₂）和羟基（–OH）等。

研究表明，壳聚糖及其衍生物在酸性、中性、碱性和盐性腐蚀介质中，对铝、钢和铜具有很高的潜在腐蚀抑制能力。氨基官能团能提高抑制效率，且便于进行功能化。一些研究认为壳聚糖是具有阳极主导的界面和混合型抑制剂，这一观点通过Langmuir吸附等温线的结果得到了证实。天然壳聚糖不溶于水，且腐蚀抑制效率不佳，难以有效阻止水相中的金属腐蚀。但壳聚糖的各种化合物，如席夫碱、碳点、醚、含氮和含羟基的改性物，在水溶性状态下能保持良好的效果。其对金属的腐蚀保护程度取决于多种因素，包括金属类型、腐蚀溶液的性质、环境温度和pH值、抑制剂浓度以