intTypePromotion=1
zunia.vn Tuyển sinh 2024 dành cho Gen-Z zunia.vn zunia.vn
ADSENSE
 » 
 » 

Khóa luận tốt nghiệp: Khảo sát khả năng chống ăn mòn sắt trong môi trường axit H2SO4 1% của dịch chiết cây chè Thái Nguyên

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:47

Thêm vào BST
Báo xấu
35
lượt xem 4
download
 
  Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại và hợp kim do tác động hoá lý của môi trường. Hậu quả của ăn mòn kim loại là làm thay đổi tính chất, suy giảm nhiều chức năng của kim loại và hợp kim, dẫn tới giảm tuổi thọ của các thiết bị, công trình, gây tổn thất to lớn về nhiều mặt cho nền kinh tế quốc dân, đề tài đã tiến hành khảo sát khả năng chống ăn mòn sắt trong môi trường axit H2SO4 1% của dịch chiết cây chè Thái Nguyên.

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Khóa luận tốt nghiệp: Khảo sát khả năng chống ăn mòn sắt trong môi trường axit H2SO4 1% của dịch chiết cây chè Thái Nguyên

  1. ĐẠI HỌC THÁI NG UY ÊN K HOA KHOA HỌC T ự NH IÊN & XÃ HỘI ------------- ----------------------- ĐÀO THỊ TUÂN KHẢO SÁT KHẢ NĂNG CHỔNG ĂN MÒN SẮT TRONG MÔI TRƯỜNG AXIT H2S 0 4 1% CỦA DỊCH CHIẾT CÂY CHÈ THÁI NGUYÊN LUẬN VÃN TỐT NGH IỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: HÓA HỌC Giáo viên hướng dẫn: T h .s Trương Thị Thảo THÁI NG UY ÊN - 2008
  2. KHTN&XH Bộ môn hóa học LỜI CẢM ƠN Đề tài nghiên cứu: “Khảo sát khả năng chống ăn mòn sát trong mỏi trường axit của dịch chiết cây chè Thái Nguyên” được hoàn thành dưới sự hướng dẫn của cô giáo - Th.s Trương Thị Thảo - Bộ môn Hóa Học - Khoa Khoa Học Tự Nhiên & Xã Hội - Đại Học Thái Nguyên. Em xin bày tỏ lòng biết ơn sâu sắc về sự hướng dẫn và sự giúp đỡ tận tình của cô Trương Thị Thảo trong quá trình làm đề tài. Em xin cảm ơn sự giúp đỡ tạo điểu kiện của GS.TS Lê Quốc Hùng cùng tập thể phòng ứng dụng máy tính trong nghiên cứu hóa học - Viện Hóa Học - Viện Khoa Học và Công Nghệ Việt Nam; các thầy cô giáo trong bộ môn Hóa học, cán bộ phòng thí nghiệm Hóa học - Bộ môn Hóa Học - Khoa Khoa Học Tự Nhiên & Xã Hội - Đại Học Thái Nguyên đã giúp đỡ em hoàn thành đề tài này. Tôi cũng xin chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè và tập thể lớp CN Hóa-K2 đã cổ vũ động viên hoàn thành đề tài này. Sinh viên Đào Thị Tuấn Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  3. KHTN&XH Bộ môn hóa học MỤC LỤC TÓM TÁT KẾT QUẢ NGHIÊN c ú u .......................................................................................... 1 MỞ Đ Ầ U ............................................................................................................................................ 2 Chương 1: T ổ N G Q U A N .............................................................................................................. 3 1.1. Khái quát về cây chè........................................................................................................... 3 1.1.1. Đặc điểm thực vật [22, 23]......................................................................................... 3 1.1.2. Đặc điểm hình thái học và phán bó' [19,21]............................................................ 3 1.1.3. Vai trò [14,19, 221]......................................................................................................4 1.1.4. Đặc tính sinh hoá [19,21,23]......................................................................................5 1.2. Ản mòn kim loại và chông ăn mòn kim loại................................................................. 8 1.2.1. Khái niệm........................................................................................................................ 8 1.2.2. Phân loại ăn mòn kim lo ạ i......................................................................................... 9 1.2.3. Các phương pháp chống ăn mòn kim loại.............................................................10 1.3. Chông ăn mòn kim loại bằng phương pháp sử dụng chất ức chè........................ 11 1.3.1. Phán loại chất ức c h ế................................................................................................ 11 1.3.2. M ột s ố lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của chất ức ch ế............................................11 1.3.3. Cơ chê bảo vệ kim loại trong phuơìtg pháp dùng chất ức chế..........................13 1.4. Nghiên cứu, ứng dụng chất ức chế ăn mòn kim loại ở nước ta hiện nay, hiện trạng và hướng phát triển........................................................................................................13 1.5. Phương pháp nghiên cứu..................................................................................................15 1.5.1. Nghiên cứu thành phần, cáu trúc dịch chiết........................................................... 15 1.5.2. Nghiên cứu ăn mòn kim loại bằng phương pháp điện hoá.............................. 17 l ế6 Nội dung đề tài..................................................................................................................... 18 Chương 2: THỰC NGHIỆM ....................................................................................................... 19 2.1. Chiết, tách dịch chiết của chè..........................................................................................19 2ẻ2. Đo kháo sát khả năng ức chẽ ăn mòn kim loại...........................................................20 2.2.1. Cách tiên hành............................................................................................................ 20 2.2.2. Phương pháp đo ăn mòn theo phương pháp điện hoá....................................... 22 2.3. Khảo sát thành phần..........................................................................................................22 Đào Thị Tuẩn Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  4. KHTN&XH Bộ môn hỏa học Chương 3: KẾT QUẢ VÀ THẢO L U Ậ N ............................................................................... 23 3.1 Hiệu suất thu hồi dịch chiết............................................................................................. 23 3.2 Kết quả khảo sát ăn mòn sắt trong môi trường H2S 0 4 1%.....................................23 3ẳ3.Khảo sát ãn mòn sát trong dung dịch H2S 0 4 1% trong các dịch chiết................. 24 3.3.1. Dịch chiết E60............................................................................................................. 24 3.3.2. Dịch chiết E80............................................................................................................. 27 3.3.3. Dịch chiết E90............................................................................................................. 31 3.4. Xác định thành phần chính của cây chè xanh gây ức chê kim loại......................36 KẾT LUẬN CHUNG....................................................................................................................40 TÀI LIỆU THAM KHẢO...........................................................................................................41 Đào Thị Tuấn Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  5. KHTN&XH Bộ môn hóa học DANH MỤC VIẾT TẮT E60: dịch chiết chè xanh trong hệ dung môi etanol: nước (6:4). E80: dịch chiết chè xanh trong hệ dung môi etanol: nước (8:2). E90: dịch chiết chè xanh trong hệ dung môi etanol: nước (9:1). EGCG: Epigallocatechin-3-gallate. EtOAc: Etylaxetat. MeOH: Metanol. SKLM: Sắc kí lớp mỏng. Đào Thị Tuấn Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  6. KHTN&XH Bộ môn hỏa học TÓM TẮT KẾT QUẢ NGHIÊN c ú u Trong đề tài ’’Khảo sát khả năng chống ăn mòn sắt trong môi trường axit của dịch chiết cây chè ở Thái nguyên” chúng tôi đã tiến hành: 1ẾLý thuyết - Khái quát cây chè. - Ăn mòn kim loại và chống ăn mòn kim loại. - Chống ăn mòn kim loại bằng phương pháp sử dụng chất ức chế. - Phương pháp nghiên cứu. 2. Thực nghiệm. - Chiết lá chè tươi bằng phương pháp chiết cồn. - Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn sắt trong dung dịch H2S 0 4 1% của các dịch chiết trên. - Xác định thành phần chủ yếu gây ức chế ăn mòn tốt nhất trong dịch chiết chè xanh. 3. Kết quả. - Tất cả các dịch chiết đều có khả năng ức chế ăn mòn sắt trong môi trường H2S04 1% mặc dù ở các nồng độ dịch chiết thấp. Dịch chiết E80 nồng độ 5,0 g/1 có khả năng ức chế ăn mòn sắt tốt nhất, tốc độ ăn mòn sắt trong môi trường H2S04 1% giảm từ 8,0069. lCrVng/cmls khi không có mặt dịch chiết xuống 4,4654.10'4 mg/cm2.s khi có mặt dịch chiết E80 nồng độ 5 g/1. - Thành phần chủ yếu trong dịch chiết chè xanh có khả năng ức chế ăn mòn kim loại Fe trong môi trường axit H2S04 1% là Epigallocatechin-3-gallate (EGCG)ễ Đào Thị Tuấn 1 Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  7. KHTN&XH Bộ môn hóa học MỞ ĐẦU Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại và hợp kim do tác động hoá lý của môi trường. Hậu quả của ăn mòn kim loại là làm thay đổi tính chất, suy giảm nhiều chức năng của kim loại và hợp kim, dẫn tới giảm tuổi thọ của các thiết bị, công trình, gây tổn thất to lớn về nhiều mặt cho nền kinh tế quốc dân [1,11,17]. Có nhiều phương pháp chống ăn mòn kim loại như: Cách li kim loại và hợp kim với môi trường ăn mòn; dùng hợp kim khó bị ăn mòn; bảo vệ kim loại và hợp kim bằng phương pháp điện hoá; sử dụng chất ức chế chống ăn mòn. Trên thế giới hiện nay đang có xu hướng nghiên cứu sử dụng các hợp chất thiên nhiên làm chất ức chế ăn mòn kim loại, đặc biệt là các hợp chất hữu cơ tách ra từ thực vật. Những hợp chất này có ưu điểm hơn hẳn so với các chất tổng hợp hoá học như: rẻ tiền, dễ sử dụng, không gây ô nhiễm môi trường... Nước ta nằm trong vùng khí hậu nhiệt đới gió mùa ánh sáng nhiều, lượng mưa lớn, độ ẩm cao nên thảm thực vật phong phú đa dạng vào bậc nhất thế giới [20], Nhiều cây không những là thức uống lí tưởng mà còn đưa vào sử dụng làm chất ức chế chống ăn mòn kim loại như chè, thuốc lá...Trong đó, chè là loại cây khá phổ biến trên thế giới nói chung và Việt Nam nói riêng, đặc biệt là khu vực Thái Nguyên loài cây này được trồng với diện tích và sản lượng khá lớn. Đã có nhiều công trình nghiên cứu về thành phần hoá học của cây chè. Tuy nhiên khả năng làm chất ức chế chống ăn mòn của cây chè Thái Nguyên vẫn chưa có tài liệu nghiên cứu chi tiết. Vì vậy chúng tôi chọn đề tài là “Khảo sát khả năng chống ăn mòn sắt trong môi trường axit của dịch chiết cây chè Thái Nguyên” góp phần tìm hiểu thêm về các ứng dụng và nâng cao giá trị sử dụng của loại cây quen thuộc này trong đời sống hàng ngày. Đào Thị Tuấn 2 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  8. KHTN&XH Bộ môn hóa học Chương 1: TỔNG QUAN 1.1. Khái quát về cây chè. 1.1.1. Đặc điểm thực vật [22, 23]. Cây chè có tên khoa học là Camellia sinensis, là loài cây lá chồi được sử dụng để sản xuất chè, tên sinensis có nghĩa là “Trung Quốc”. Trong tiếng Latinh, danh pháp khoa học cũ còn có tên là Thea bohea và Thea viridis. Camellia sinensis có nguồn gốc từ khu vực Đông Nam Á nhưng ngày nay được trồng ở các khu vực nhiệt đới và cận nhiệt đới trên toàn thế giới. * Phân loại khoa học. Giới (Kingdơn): Plantae. Ngành (División): Magnoliophyta. Lớp (Class): Magnoliopsida. Bộ (Ordo): Encales. Họ (Familia): Theaceae. Chi (Gemís): Cameỉlia. Loài (Species): S.Sinensis. 1.1.2. Đặc điểm hình thái học và phân bố [1921], * Thân và cành: Cây chè sinh trưởng trong điều kiện tự nhiên là đơn trục tức là chỉ có một thân chính, trên đó phân ra các cấp cành. Thân bao gồm thân gỗ, thân nhỡ (thân bán nhỡ), và thân bụi: - Thân gỗ: cây cao to có thân chính rõ rệt, vị trí phân cành cao. - Thân nhỡ: vị trí phân cành thường cao khoảng 20-30cm - Thân bụi: không có thân rõ rệt, tán cày rộng thấp, phân cành nhiều. * Mầm chè: Có loại mần dinh dưỡng và mầm sinh thực. Mầm sinh dưỡng phát triển thành cành lá và mầm sinh thực phát triển thành nụ hoa và quả. Đào Thị Tuấn 3 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  9. KHTN&XH Bộ môn hỏa học * Lá chè: Mọc cách trên cành, mỗi đốt có một lá. Chúng thường thay đổi theo các loại giống khác nhau. Lá của chúng dài từ 4-15 cm và rộng từ 2-5 cm, lá khô chứa 3-5% cafein [14]. Lá non và các lá xanh lục nhạt được thu hoạch để sản xuất chè. Khi non mặt dưới của chúng còn có các sợi lông tơ màu trắng, các lá già có màu lục sẫm. Lá có gân rất rõ, rìa lá thường có răng cưa. Hình 1: Cành, lá, hoa, quả chè * Phân bố [20, 22]: Do điều kiện khí hậu và đất đai thích hợp cho nên cây chè được trồng ở rải rác ở hầu hết các tỉnh trung du và miền núi, trong đó có tỉnh Thái Nguyên. 1.1.3. Vai trò [14,19,221]. Cây chè là thức uống lí tưởng và có giá trị về dược liệu. Tác dụng chữa bệnh và chất dinh dưỡng của chè được các nhà khoa học xác định như sau: Caíein và một số hợp chất ancaloit khác có trong chè là những chất có khả năng kích thích hệ thần kinh trung ương, kích thích vỏ đại não làm tinh thần minh mẫn, nâng cao khả năng làm việc, giảm bớt mệt nhọc sau những lúc làm việc căng thẳng [14]. Đào Thị Tuấn 4 Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  10. KHTN&XH BÔ môn hóa học Hỗn hợp tanin chè có khả năng giải khát, chữa một sô' bệnh như: tả, lỵ, thương hàn. Nhiều thầy thuốc còn dùng nước chè xanh để chữa sỏi thận, sỏi bàng quang và chảy máu dạ dày. Theo xác nhận của M.N.Zaprometop thì hiện nay chưa tìm được chất nào lại có tác dụng làm chắc các mao mạch tốt như catechin của chè [21]. Theo nhiều nhà khoa học xác định ảnh hưởng tích cực của nước chè xanh tới tình trạng chức năng của hệ thống tim mạch, sự cản các mao mạch, trao đổi muối, nước, tình trạng chức năng hô hấp và sự trao đổi vitamin c. Một tác dụng đặc biệt của chè được phát hiện gần đây là tác dụng chống chất phóng xạ, điều này được các nhà khoa học Nhật Bản thông báo qua việc chứng minh chè có tác dụng chống được chất stronti (Sr) 90 là một đơn vị phóng xạ nguy hiểm. 1.1.4. Đặc tính sinh hoá [19,21,23], Thành phần chủ yếu trong búp chè gồm có: 1.1.4.1. Nước. chiếm 75 - 82% 1.1.4.2. Tanin ựlavonoit). Tanin hay gọi là hợp chất phenol, trong đó 90% là dạng Catechin. Tỉ lệ các chất trong thành phần hoá học của tanin chè không giống nhau và tuỳ theo giống chè mà thay đổi. Dạng tan trong este: phân tử lượng 320-360 Dạng tan trong nước hoặc axeton: phân tử lượng 420- 450 Dạng kết hợp với protein (chỉ sau khi dùng dung dịch NaOH 0,5% để xử lí mới có thể hoà tan được trong dung dịch). Yếu tố cấu trúc cơ bản đặc trưng cho lớp này là sự có mặt ít nhất một nhân benzen liên kết với nhóm hidroxi ở dạng tự do hoặc liên kết với nhóm chức khác chứa este, e te ... Đào Thị Tuấn 5 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  11. KHTN&XH Bộ môn hỏa học Đa số các hợp chất phenol chia làm ba nhóm theo cấu trúc bộ khung cacbon của chúng. Dãy các chất C6- c„ c6- C3, C6- C3- C6: * Nhóm chất C6-C| Những chất phổ biến trong dãy C6-C| COOH OH Axit gallic proto cateklic axit salyxylic * Nhóm C6-C3 Tiêu biểu có trong thành phần tinh dầu thực vật, đại diện là cumaric và các dẫn xuất của nó. HO OH Axit cumaric axit capheic Axit xitramic cumarin * Nhóm C6-C3-C6: gồm hai vòng C6 và có cầu giữa là C3 Flavonnoit Đào Thị Tuấn 6 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  12. KHTN&XH Bộ môn hỏa học Tanin dùng trong y học để cầm máu, có khả năng tăng cường sức đé kháng của thành huyết quản trong cơ thể động vật, tăng cường tích luỹ và đồng hoá sinh tố c. Để chiết các ílavonoit hay sử dụng dung môi là dung dịch cồn 80% hoặc 60% (EtOH, MeOH). Các dung môi ít phân cực sẽ thuận lợi cho việc chiết aglycon (dạng tự do), liên kết với nhân benzen được hidroxyl hoá mạnh dễ dàng tan vào trong ancol ở các nồng độ khác nhau hoặc các axeton, do đó các dung môi phân cực thuận lợi cho việc chiết nhóm này. 1.1.4.3. Ankanoit. Trong chè có nhiều loại ankanoit nhưng nhiều nhất là cafein (3-5%). Ankaloit không có khả năng phân li H+ tức là không có tính axit mà chỉ là một kiềm yếu. Cafein hoà tan trong nước với tỉ lệ 1/46, dễ hoà tan trong dung môi cloroíoc. Caíein kích thích hệ thần kinh trung ương, kích thích cơ năng hoạt động của tim, có tác dụng lợi tiểu. CH3 Cafein. / . 1.4.4. Protein và axit amin. Protein phân bố không đều ở các thành phần của búp chè và thay đổi theo giống, điều kiện canh tác và các yếu tố khác. Nếu protein kết hợp với (tanin, poliphenol) tạo hợp chất không tan làm vị chát và đắng giảm đi. Ngày nay người ta tìm thấy trong chè có 17 axit amin. Các axit amin cùng với đường và tanin tạo ankaloit có mùi thơm của chè, làm chè xanh có dư vị tốt. Đào Thị Tuấn 7 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  13. KHTN&XH Bộ môn hóa học 1.1.4.5. Gluxit và pectin. * Gluxit: có lượng hoà tan rất ít, nhưng lượng không hoà tan nhiều. Hàm lượng đường hoà tan trong chè tuy ít nhưng rất quan trọng đối với hương vị chè. Đường kết hợp với protein hoặc axit amin tạo hợp chất thơm. * Pectin: trong chè, pectin thường ở dạng hoà tan trong nước, tan trong axit oxalic, tan trong amon oxalat, pectin cũng tham gia vào tạo hương vị chè. 1.1.4.6. Dầu thơm. Có rất ít dầu thơm trong chè, hàm lượng trong lá chè tươi là 0,007- 0,009%. Hàm lượng dầu thơm tăng dần ở nơi có địa hình cao, ở lá non chứa ít hương thơm. Tác dụng của dầu thơm là kích thích thần kinh trung ương làm tinh thần minh mẫn và thoải mái, dễ chịu nâng cao hiệu suất làm việc của các cơ trong cơ thể. 1.1.4.7. Vitamin. Có nhiều loại vitamin trong chè, thường gập là vitamin A, B|, B2, pp, c 1.1.4.8. Men. Men là nhàn tố quan trọng của sự sống, nó quyết định mọi chiều hướng phản ứng hoá học xảy ra trong cơ thể sinh vật và là chất kích động tất cả các biến đổi hoá học. Trong búp chè non có hầu hết các loại men nhưng chủ yếu có hai loại chính: - Nhóm thuỷ phân: men amilaza, glucoxidaza, proteaza và một số men khác. - Nhóm oxi hoá khử: chủ yếu là hai loại men peroxidaza và oliphenoloxidaza. 1.2ỂĂn mòn kim loại và chông ăn mòn kim loại. 1.2.1. Khái niệm. Ăn mòn kim loại là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do tác dụng của các chất trong môi trường [1,11,17]. Đào Thị Tuân 8 Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  14. KHTN&XH Bộ môn hỏa học Hậu quả của ăn mòn kim loại là: nguyên tử kim loại bị oxi hoá thành ion kim loại và mất đi tính chất quí báu của kim loại ( M - ne —> Mn+). 1.2.2. Phán loại ăn mòn kim loại Có nhiều cách phân loại ăn mòn kim loại. Tuỳ theo môi trường và cơ chế của sự ãn mòn, người ta chia thành hai loại chính, đó là: ăn mòn hoá học và ăn mòn điện hoá [6,11,17]. 1.2.2.1. Án mòn hoá học. Ăn mòn hoá học là sự phá huỷ kim loại hoặc hợp kim do kim loại phản ứng với các chất khí ( 0 2; Cl2. ..) và hơi nước ở nhiệt độ cao. 2Fe + 3C12 —1^ 2FeCl3 t° 3Fe + 202 - U - Fe30 4 3Fe + 4H20 (h) Fe30 4 + 4H2t Bản chất của ăn mòn hoá học là quá trình oxi hoá khử, trong đó các electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất trong môi trường. Đặc điểm của ăn mòn hoá học là không phát sinh dòng điện (không có các điện cực) và nhiệt độ càng cao thì tốc độ ăn mòn càng nhanh. /.2 .2 Ể2. Ăn mòn điện hoá Ăn mòn điện hoá là sự phá huỷ kim loại do kim loại tiếp xúc với dung dịch điện li tạo nên dòng điện. Bản chất của ãn mòn điện hoá là một quá trình oxi hoá khử xảy ra trên bề mặt giới hạn hai pha: kim loại/dung dịch điện li. Khi đó kim loại bị hoà tan ở vùng anot (cực -), kèm theo phản ứng giải phóng H2 hoặc tiêu thụ 0 2 ở vùng catot (cực +), đồng thời sinh ra dòng điện. Anot (quá trình oxi hoá): M - ne -» Mn+ Catot (qúa trình khử): 2H+ + 2e-> H2 (môi trường axit) 0 2 + 2H20 + 4e -> 4 0 H ' (môi trường trung tính) Đào Thị Tuấn 9 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  15. KHTN&XH BÔ môn hóa học 1.2.3. Các phương pháp chống ăn mòn kim loại. Có nhiều phương pháp chống ăn mòn kim loại [1,3,6,11,16] như: / Ệ2ễ3.7. Phương pháp hợp kim hoá. Người ta tạo hợp kim giữa kim loại cần bảo vệ với một hoặc một số kim loại khác như: crom; niken; molipđen; titan... hoặc các kim loại có khả năng tạo lớp màng chống ãn mòn. 1.2.3.2. Phương pháp phủ lớp bảo vệ bằng các lớp phủ kim loại hoặc ph i kim. Kim loại cần bảo vệ được phủ bằng các lớp phủ kim loại, phi kim hoặc phủ lên bề mặt kim loại một lớp chất polime bền, trơ...có tác dụng bảo vệ. Phương pháp này trong nhiều trường hợp còn nâng cao độ bền mài mòn đồng thời có tác dụng trang trí. 1.2.3.3. Bảo vệ điện hoá. Phương pháp điện hoá ngày nay được sử dụng khá rộng rãi để chống ăn mòn kim loại trong các điều kiện khí hậu khác nhau. Nguyên tắc của phương pháp là thực hiện sự phân cực điện hoá sao cho dòng ãn mòn giảm đến giá trị nhỏ nhất trong môi trường ăn mòn. Người ta chia ra làm hai loại bảo vệ điện hoá: bảo vệ anot và bảo vệ catot. Phương pháp bảo vệ điện hoá được áp dụng khá phổ biến trong công nghiệp tàu biển, bảo vệ các giàn khoan... 1.2.3.4. Phương pháp xử lý môi trường ăn mòn. Việc xử lý môi trường làm giảm yếu tố gây ra sự ăn mòn chỉ được thực hiện khi thể tích cần bảo vệ nhỏ hoặc điều kiện công nghệ cho phép. Tuy nhiên đây là một trong các biện pháp bảo vệ hiệu quả. Có thể xử lý môi trường bằng cách: giảm hàm lượng các chất khử phân cực có mặt trong môi trường ăn mòn. Các chất khử phân cực như 0 2; S 0 2; hơi axit... làm tăng tốc độ ăn mòn do vậy cần loại chúng ra khỏi thể tích cần bảo vệ bằng các phương pháp thích Đào Thị Tuân 10 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  16. KHTN&XH Bộ môn hỏa học hợp như: duy trì độ ẩm phù hợp; trung hoà môi trường axit; đuổi khí oxi; dùng khí trơ thổi vào thể tích cần bảo vệ... I.2.3.5. Dùng chất ức chê ăn mòn. Phương pháp này được trình bày kỹ hơn trong mục 1.3 và 1.4 1.3. Chống ăn mòn kim loại bằng phương pháp sử dụng chất ức chế. * Chất ức c h ế ăn mòn kim loại: Chất ức chế ăn mòn kim loại là chất khi được thèm với lượng nhỏ vào môi trường ăn mòn kim loại hoặc hợp kim sẽ làm giảm tốc độ ăn mòn kim loại hoặc hợp kim đó [17], 1.3.1. Phân loại chất ức chế. Chất ức chế ăn mòn có thể được sử dụng trong các môi trường có độ pH khác nhau và được ứng dụng trong các lĩnh vực công nghiệp khác nhau nên có cách phân loại khác nhau: * Phân loại theo thành phần hoá học: chất ức chế vô cơ; chất ức chế hữu cơ; chất ức chế dạng cao phân tử ... * Phân loại theo cơ chế điện hoá: chất ức chế anot; chất ức chế catot; chất ức chế hỗn hợp cả anot và catot. * Phân loại theo đối tượng bảo vệ: chất ức chế ăn mòn kim loại đen; chất ức chế ăn mòn kim loại màu hoặc chất ức chế đa năng. * Phân loại theo môi trường ăn mòn: chất ức chế trong môi trường kiềm, axit, trung tính. * Phân loại theo trạng M i tác dụng: chất ức chế tiếp xúc; chất ức chế bay hơi. * Phân loại theo tính chất hoá học: chất ức chế có tính oxi hoá mạnh, chất ức chế có tính oxi hoá yếu; chất ức chế không có tính oxi hoá. 1.3.2. M ột sô lĩnh vực ứng dụng chủ yếu của chất ức chế. 1.3.2.1. Sử dụng chất ức c h ế trong tẩy g ỉ kim loại bằng axit. Tẩy gỉ kim loại bằng axit là công đoạn được tiến hành nhằm loại bỏ các sản phẩm ăn mòn hình thành trên bề mật kim loại (sắt, thép, nhôm ...) để Đào Thị Tuấn 11 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  17. KHTN&XH Bô môn hóa học chuẩn bị bề mặt cho các công đoạn tiếp theo như: mạ kẽm, mạ thiếc, tráng men; mạ điện, sơn phủ... Các chất ức chế tẩy gỉ axit có nhiệm vụ chủ yếu là làm giảm sự tấn công của axit vào bề mặt kim loại mà không làm ảnh hưởng đến tốc độ hoà tan gỉ bám trên nền kim loại. 1.3.2.2. Sử dụng chất ức ch ế trong công nghiệp dầu mỏ. Chất ức chế trong công nghiệp dầu mỏ bao gồm: chất ức chế trong khai thác dầu và khí; chất ức chế trong tận thu dầu mỏ; chất ức chế trong lọc dầu; chất ức chế trong vận chuyển và cất giữ dầu mỏ; chất ức chế dùng trong các sản phẩm dầu mỏ. 1.3.2.3. M ột sô' ứng dụng khác. * ức chế ăn mòn các kim loại không phải sắt. Một sô' chất ức chế hiệu quả cao đối với sắt thép cũng có tác dụng ức chế đối với các kim loại không phải sắt như: đồng, nhôm, k ẽm .. .Tuy nhiên đa số chất ức chế có hiệu suất ức chế thay đổi nhiều (cao hơn hoặc thấp hơn) đối với các kim loại màu do sự khác nhau về cơ chế ức chế. * Chất ức chế pha hơi. Chất ức chế pha hơi (chất ức chế bay hơi) có khả năng bảo vệ các kim loại, sản phẩm, trang thiết bị làm bằng kim loại khỏi bị ăn mòn trong điều kiện khí quyển ẩm khi cất giữ, bảo quản. * Chất ức chế trong các hệ thống làm mát. Bộ tản nhiệt của ôtô thường được chế tạo từ 5 kim loại khác nhau (ví dụ: thép; đồng thau; sắt cán; nhôm; mối hàn chì - thiếc), lại làm việc trong điều kiện tiếp xúc với nguồn điện và chất điện li nên bị ăn mòn mạnh. Do đó, phải sử dụng hỗn hợp các chất ức chế để bảo vệ các hệ thống làm mát phức tạp như vậy. * Các hợp chất dạng kem. Chất ức chế có thể tồn tại ở dạng kem (tạo màng không khô, có thể loại bỏ dễ dàng, dùng bảo vệ các sản phẩm khi cất giữ và vận chuyển). Chất ức chế dạng kem có thê là: các chất hữu cơ bán phân cực, phân tán trong dầu hoặc Đào Thị Tuấn 12 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  18. KHTN&XH Bộ môn hóa học mỡ phân đoạn dầu nặng (dầu bảo quản, mỡ bảo quản...)- Chất ức chế dạng kem có ứng dụng quan trọng trong quân đội do phần lớn các trang thiết bị quân sự thường ở trạng thái niêm cất. 1.3.3. Cơ ch ế bảo vệ kim loại trong phuơng pháp dùng chất ức chế. Hiện nay cơ chế tác động của chất ức chế chống ăn mòn có nhiều ý kiến khác nhau, dưới đây chúng tôi trình bày những quan điểm chung nhất và cơ bản nhất. /,3 ẳ3ẳ/ . Tác dụng của sự hấp phụ chất ức ch ế trên bề mặt kim loại. Giai đoạn đầu của quá trình ức chế ăn mòn là quá trình hấp phụ. Lượng chất ức chế hấp phụ lên bề mặt kim loại thường không lớn. Khi được hấp phụ lên bề mặt kim loại, giữa chất ức chế và kim loại phải tạo được liên kết bền, sao cho chất ức chế tạo thành một lớp đơn phân tử trên bề mặt kim loại cần bảo vệ. Trong một số trường hợp có thể tạo thành lớp kép. Các phân tử ức chế hấp phụ hoá học không thuận nghịch có hiệu quả ức chế thường cao hơn so với hấp phụ vật lí. / ếJẽ3.2. Tác dụng của chất ức ch ế lên phản ứng điện cực. Các chất ức chế chống ăn mòn dù là chất ức chế anot, catot hay hỗn hợp anot - catot đều dẫn tới quá trình làm giảm sự ăn mòn, do sự hấp phụ của chúng lên bề mặt kim loại, làm thay đổi động học của phản ứng điện cực, do đó tác động lên động học quá trình ăn mòn. Như vậy, trong thành phần của chất ức chế phải có các nhóm chức có khả năng hấp phụ lên bề mặt kim loại và làm thay đổi động học quá trình điện hoá. l ẵ4. Nghiên cứu, ứng dụng chất ức chê ăn mòn kim loại ở nước ta hiện nay, hiện trạng và hướng phát triển. Nền công nghiệp nước ta trong nhiều nãm trước đây còn kém phát triển, do đó nhu cầu sử dụng chất ức chế ăn mòn kim loại không lớn. Hiện nay, một số ngành công nghiệp nói riêng và toàn bộ nền kinh tế nói chung đang có những bước phát triển vượt bậc, từ đó nhu cầu sử dụng các chất ức chế ăn mòn Đào Thị Tuấn 13 Khoá luận tốt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  19. KHTN&XH Bộ môn hỏa học kim loại cũng tăng cao. Một sô' lĩnh vực chính là: công nghiệp khai thác và lọc dầu; công nghiệp pha chế các sản phẩm dầu mỏ; vật liệu xây dựng; các sản phẩm tẩy rửa khác; hoá chất xử lý bề mặt kim loại và trong công tác bảo quản trang thiết bị quân sự ... Hầu hết các chất ức chế ăn mòn kim loại mà nước ta đang sử dụng hiện nay là nhập từ nước ngoài. Một số chất ức chế truyền thống đơn giản như: crommat; nitrit; benzoat vẫn được sử dụng mặc dù khá độc hại. Trong thời gian tới, khi nước ta có công nghiệp lọc dầu, nhu cầu về chất ức chế ăn mòn kim loại sẽ tăng cao. Trong quân sự, một lượng lớn các trang thiết bị cần phải được bảo quản, chúng ở trạng thái không làm việc dài ngày trong điều kiện khí hậu nóng ẩm nên bị ăn mòn rất mạnh. Do vậy cũng rất cần các vật liệu bảo quản có sử dụng chất ức chế ăn mòn kim loại. Các chất ức chế được sử dụng cho mục đích này ở dạng chất ức chế tan trong dầu, mỡ hoặc ở dạng bay hơi. Về phương diện nghiên cứu, trong nước đã có một số công trình được thực hiện về vấn đề này: * Đề tài về chất ức chế ăn mòn của Viện hoá học các hợp chất thiên nhiên - Viện khoa học và công nghệ quốc gia. Các hợp chất nghiên cứu chủ yếu dựa trên sản phẩm của phản ứng Mannich (bazơ Mannich). Lớp hợp chất này thường có áp suất hơi bão hoà tương đối cao, do đó chủ yếu được sử dụng làm chất ức chế bay hơi. Người ta sử dụng chất ức chế dạng này để bảo quản các trang thiết bị ở trạng thái không hoạt động dài ngày. Chất ức chế bay hơi được áp dụng trong môi trường kín. * Phân viện Vật liệu - Viện Hoá học - Trung tâm Khoa học công nghệ Quân sự. Tại đây đã tiến hành tổng hợp một số chất ức chế ăn mòn dùng cho dầu mỡ bảo quản (dầu nitro hoá, dầu sunfo hoá...). Đây là các chất ức chế ăn mòn truyền thống được dùng trong dầu mỡ bảo quản của Liên Xô cũ. Đào Thị Tuấn 14 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
  20. KHTN&XH Bộ môn hỏa học * Trung tâm nhiệt đói Việt - Nga - Bộ quốc phòng đã có 15 năm nghiên cứu về vật liệu bảo quản chống ăn mòn như dầu, mỡ bảo quản, màng phủ bảo vệ dùng cho mục đích quốc phòng. Trong các sản phẩm đó có sử dụng một số chất ức chế ăn mòn như các amin béo, hợp chất dị vòng chứa nitơ và lưu huỳnh, một số chất ức chế từ sản phẩm dầu mỏ oxi hóa và nitro hóa. Hiện nay, Trung tâm nhiệt đới Việt - Nga là một đầu mối cung cấp dầu, mỡ bảo quản, màng bảo vệ cho các đơn vị trong quân đội. * Viện Hoá học - Trung tàm Khoa học công nghệ quốc gia nghiên cứu về việc sử dụng các hợp chất thiên nhiên (như dịch cây bồ kết, màng tang, đỗ tương...) để xem khả năng chống ăn mòn kim loại. * Viện Kỹ thuật nhiệt đới - Viện Khoa học và công nghệ Việt Nam cũng có nhiều công trình nghiên cứu dài hạn về vấn đề này. 1.5. Phương pháp nghiên cứu. 1.5.1. Nghiên cứu thành phần, cáu trúc dịch chiết. 1.5.1.1. Phương pháp tách, chiết [12,20]. Tuỳ theo yêu vầu nghiên cứu và sản xuất mà các chất được chiết với dung môi thích hợp, ví dụ như nước, cồn, metanol, n-hexan... hoặc hỗn hợp dung môi. Thường dùng 2 cách ( chiết nước hoặc chiết cồn). + Chiết nước: nguyên liệu tươi (nếu bột khô chiết nước nóng) xay bột ngâm nước một thời gian xác định, ép, dùng nước rửa bã thu lấy phần dịch chiết đem chưng cất ở áp suất thấp, thu được cặn chiết, rửa nhiều lần bằng clorofom. + Chiết cồn: bột nguyên liệu khô chiết nóng, hoặc ngâm với etanol một thời gian xácđịnh, lọc bằng phễu lọc busne bỏ bã rồi lấy dịch chiết đem chưng cất ở áp sất thấp thu được cặn chiết với hệ dung môi dùng etanol-nước. - Có nhiều phương pháp tách: thông thường sử dụng các phương pháp sắc kí giấy, sắc kí bản mỏng hoặc sắc kí cột với chất hấp phụ là silicagel, thuốc thử dùng để hiện màu là Epigallocatechin-3-gallate (EGCG). Đào Thị Tuấn 15 Khoá luận tôt nghiệp 2008 Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐH TN http://www.lrc-tnu.edu.vn
ADSENSE

CÓ THỂ BẠN MUỐN DOWNLOAD

LV.15: Bộ Đồ Án Tốt Nghiệp Chuyên Ngành Cơ Khí
65 tài liệu
2428 lượt tải
THÔNG TIN
TRỢ GIÚP
HỖ TRỢ KHÁCH HÀNG
Theo dõi chúng tôi

Chịu trách nhiệm nội dung:

Nguyễn Công Hà - Giám đốc Công ty TNHH TÀI LIỆU TRỰC TUYẾN VI NA

LIÊN HỆ

Địa chỉ: P402, 54A Nơ Trang Long, Phường 14, Q.Bình Thạnh, TP.HCM

Hotline: 093 303 0098

Email: support@tailieu.vn

Giấy phép Mạng Xã Hội số: 670/GP-BTTTT cấp ngày 30/11/2015 Copyright © 2022-2032 TaiLieu.VN. All rights reserved.

 

Đồng bộ tài khoản
23=>2