Luận án Tiến sĩ: Nghiên cứu thành phần hóa học và ứng dụng ức chế ăn mòn cho thép của cao chiết xuất từ cây Lộc vừng thuộc họ lecythidaceae

Ăn mòn kim loại là vấn đề nghiêm trọng trong nhiều ngành công nghiệp, gây thiệt hại kinh tế và ảnh hưởng đến an toàn. Các chất ức chế ăn mòn tổng hợp hiện nay thường độc hại và chi phí xử lý cao. Do đó, nghiên cứu các chất ức chế ăn mòn tự nhiên, thân thiện môi trường và có khả năng phân hủy sinh học đang ngày càng được quan tâm. Cây Lộc vừng (Barringtonia acutangula), phổ biến ở Việt Nam, là nguồn nguyên liệu tiềm năng nhưng chưa được nghiên cứu đầy đủ về khả năng ức chế ăn mòn. Luận án này tập trung nghiên cứu thành phần hóa học và ứng dụng cao chiết từ hoa và lá Lộc vừng để ức chế ăn mòn thép carbon trong môi trường axit.

Luận án hướng đến các nhà nghiên cứu trong lĩnh vực khoa học vật liệu, hóa học, kỹ thuật ăn mòn, khoa học môi trường, cũng như các ngành công nghiệp liên quan đến bảo vệ kim loại khỏi ăn mòn như dầu khí, hóa chất, xây dựng và chế tạo máy, đặc biệt là những người quan tâm đến giải pháp bền vững và thân thiện môi trường.

Luận án "Nghiên cứu thành phần hóa học và ứng dụng ức chế ăn mòn cho thép của cao chiết xuất từ cây Lộc vừng thuộc họ Lecythidaceae" nhằm mục tiêu điều chế và đặc trưng hóa cao chiết phân cực từ hoa và lá Lộc vừng, xác định thành phần hóa học, thử nghiệm khả năng ức chế ăn mòn cho thép carbon trong môi trường axit HCl 1 M bằng phương pháp điện hóa và phân tích bề mặt. Đồng thời, luận án đề xuất cơ chế ăn mòn và cơ chế ức chế dựa trên thành phần hóa học đã phân lập, và áp dụng tính toán mô phỏng (DFT, MD) kết hợp mô hình đẳng nhiệt để làm rõ cơ chế hình thành lớp màng bảo vệ hữu cơ. Các nội dung chính đã thực hiện bao gồm: thu thập, định danh mẫu và điều chế cao phân đoạn; đánh giá sơ bộ đặc tính ức chế ăn mòn của cao chiết nước; khảo sát thành phần hóa học và làm sáng tỏ cấu trúc các hợp chất hữu cơ; thử nghiệm khả năng ức chế ăn mòn của cao nước hoa và lá cho thép carbon trong dung dịch HCl 1 M bằng phương pháp điện hóa; phân tích bề mặt thép carbon sau khi ngâm trong dung dịch có/không có chất ức chế; và định lượng các thành phần hóa học đã cô lập bằng HPLC, kết hợp mô hình tính toán MD và các mô hình đẳng nhiệt. Luận án đã đóng góp quan trọng bằng cách thực hiện nghiên cứu liên ngành trên cùng một đối tượng (hoa và lá Lộc vừng), kết hợp hóa học tự nhiên và hóa lý để bảo vệ ăn mòn. Đặc biệt, đề tài khai thác nguồn phế phẩm không có giá trị kinh tế đáng kể để tạo ra nguyên liệu chống ăn mòn, thúc đẩy kinh tế tuần hoàn. Mười một hợp chất đã được cô lập và xác định, trong đó có những hợp chất mới được phát hiện lần đầu từ Lộc vừng. Hiệu suất ức chế ăn mòn đạt rất cao: 96,00% đối với cao chiết hoa và 96,56% đối với cao chiết lá ở nồng độ tối ưu 3000 ppm. Đây là nghiên cứu đầu tiên xác định chính xác các chất chính trong cao chiết thực vật và chứng minh hiệu quả ức chế ăn mòn bằng các phương pháp hiện đại, được củng cố bởi các mô hình hóa lý và tính toán mô phỏng.