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·1828·                            精细化工   FINE CHEMICALS                                  第 35 卷

            2.3   红外光谱（FTIR）分析                                 中遭受剧烈的析氢腐蚀，20~60 ℃的腐蚀速率分别
                                                                                                   2
                 样品的红外光谱见图 3。                                  为 3.26、8.89、18.74、38.45、75.01 g/(m ·h)，但添
                                                               加 WGHI 后钢表面析出 H 2 的速率明显下降，H 2 的
                                                               析出速率与钢片的腐蚀程度成正比                [21] ，故腐蚀程度
                                                               在添加 WGHI 后明显减缓。
                                                                   20~60 ℃时失重法测试的 WGHI 在 0.5 mol/L
                                                               HCl 溶液中对冷轧钢的缓蚀率和缓蚀剂质量浓度的
                                                               关系曲线见图 4。






            图 3  (a) WGHI 和(b)20 ¥, (WGHI) = 100 mg/L, c(HCl) =
                 0.5 mol/L,  浸泡 6 h 后的钢表面吸附膜层的红外光谱图
            Fig. 3    FTIR spectra of (a) WGHI and (b) adsorption film
                 formed on the surface of steel after 6 h of immersion at
                 20 ¥  in 0.5 mol/L HCl containing 100 mg/L WGHI

                 由图 3 可见，曲线 a 中 3445、3309 和 3154 cm      –1

            分别为羧基（—COOH）、羟基（—OH）中的 O—H
                                                                    图 4   WGHI 的缓蚀率随质量浓度的变化曲线
            伸缩振动和芳环上的 C—H 伸缩振动产生的红外吸
                                                               Fig. 4    Relationships between inhibition  efficiency of
            收峰。核桃青皮提取物中主要化学成分为黄酮类化                                     WGHI and its mass concentration
            合物、萘醌类化合物、酚酸类化合物和多糖类化合
            物 [19] ；由于核桃青皮提取物中黄酮类和萘醌类化合                            从图 4 中可看出，各温度下 η w 随着 WGHI 浓度
                                                               的不断增加而逐渐上升，然而当 WGHI 质量浓度上
            物分子结构中的 C==O 和 C==C 的大共轭效应使
                                                               升至一定程度（20 ¥时 30 mg/L、30 ¥时 40 mg/L、
            C==O 吸收移向低波数，故 C==C 和 C==O 伸缩振动

                        –1
            峰在 1597 cm 处出现重叠，在谱图上出现了一个强                        40 ¥时 50 mg/L、50 ¥时 60 mg/L、60 ¥时 70 mg/L）
            的红外吸收峰       [14] 。—CH 3 和—CH 2 中的 C—H 变形          后，缓蚀剂在钢表面的吸附量逐步趋于饱和，故缓
                                            –1
                                 –1
            振动峰分别在 1462 cm 和 1403 cm 出现了红外吸                    蚀性能会随着 WGHI 质量浓度的增加而逐渐达到相
                                         –1
            收；C—O 的伸缩振动在 1055 cm 处出峰；1000 cm             –1    对稳定状态。当 WGHI 质量浓度为 100 mg/L 时，20~
            下为指纹区。FTIR 表明 WGHI 中的化合物结构中含                       60 ¥各温度下的缓蚀率分别为 90.3%、90.3%、85.6%、
            有共轭结构和大量含 O 的极性官能团（—COOH、                          79.3%和 70.8%，故 WGHI 对冷轧钢在 0.5 mol/L HCl
            —OH、C==O、C—O）。                                     中的腐蚀产生了明显的抑制作用。
                                                –1
                 曲线 b 中，3445、3319 和 3154 cm 处的吸收                   对比各温度的缓蚀率，不难发现缓蚀率随着温
            峰分别为羧基（—COOH）、羟基 O—H 伸缩振动和                         度的升高而下降，这主要是由于温度升高后钢/酸界
            苯环上的 C—H 伸缩振动，和曲线 a 相比吸收峰位                         面上的反应粒子相互间的碰撞频率加快，缓蚀剂分
                                            –1
            置和峰形基本未发生改变；1607 cm 处的吸收峰可                         子难以在钢表面产生吸附而形成致密膜层，所以会
            能为 C==C 和 C==O 伸缩振动峰，和曲线 a 比较此                     导致缓蚀性能下降        [13-14] 。
            峰移向高波数，原因可能是 WGHI 中的 O 原子与溶                        2.4.2  WGHI 在钢表面的吸附等温式
                      2+
            液中的 Fe 形成配位键生成螯合物而吸附在钢表                                采用 Langmuir 吸附等温式对 WGHI 在钢表面
                        –1           –1                        的吸附规律进行实验数据拟合处理                [8-10] ：
            面。1462 cm 和 1403 cm 分别为—CH 3 和—CH 2
                                                       –1
                                           –1
            中的 C—H 变形振动峰；1161 cm 和 1065 cm 处                                        1
                                                                                                     （5）
            的吸收峰为 C—O 或 C—O—C 伸缩振动峰。对比曲                                          θ   K
            线 a 和 b，不难发现两者的 FTIR 吸收谱带较为相似，                     式中：ρ 为缓蚀剂 WGHI 质量浓度，mg/L；θ 为表
            故可推测出 WGHI 在钢表面发生了吸附，从而产生                          面覆盖度，用缓蚀率数值替代；K 为缓蚀剂在钢表
            缓蚀作用     [20] 。                                    面的吸附平衡常数，L/mg。
            2.4   失重法测试                                            根据公式（5），作 20~60 ¥时 0.5 mol/L HCl
            2.4.1  WGHI 的缓蚀性能                                  中的 ρ/θ–ρ 直线，见图 5，并将对应的直线回归参数
                 冷轧钢片在未添加缓蚀剂的 0.5 mol/L HCl 溶液                 列于表 1。
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