高聚物緩蝕劑易在金屬表面形成單層或多層致密保護(hù)膜,并具有持久、高效、環(huán)保等優(yōu)點(diǎn),已成為當(dāng)前緩蝕劑領(lǐng)域的研究熱點(diǎn)之一。本書(shū)利用云南豐富的木薯資源,將木薯淀粉與烯類單體接枝共聚制備出木薯淀粉接枝共聚物。采用失重法、電化學(xué)法、金屬表面分析、量子化學(xué)計(jì)算和分子動(dòng)力學(xué)模擬研究木薯淀粉接枝共聚物在酸性、堿性或中性介質(zhì)中對(duì)鋼、鋁的緩蝕性能和作用機(jī)理。
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2012年9月–2015年6月,云南大學(xué) 物理化學(xué)專業(yè),理學(xué)博士
2003年9月–2006年7月,云南大學(xué) 物理化學(xué)專業(yè),理學(xué)碩士2017年10月至今,西南林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院院長(zhǎng),二級(jí)教授,博士生導(dǎo)師(2019年—)
2017年6月– 2017年10月,西南林業(yè)大學(xué)化學(xué)工程學(xué)院,副院長(zhǎng),校聘教授
2015年6月– 2016年10月,澳大利亞迪肯大學(xué),訪問(wèn)****
2009年9月–2017年6月,西南林業(yè)大學(xué)理學(xué)院,副教授,碩士生導(dǎo)師(2010年—)
2008年9月–2009年9月,西南林業(yè)大學(xué)理學(xué)院,講師
2006年7月–2008年9月,西南林業(yè)大學(xué)基礎(chǔ)部,助教
講授研究生“電化學(xué)原理”和本科生“物理化學(xué)”、“無(wú)機(jī)及分析化學(xué)”、“膠體與表面化學(xué)”等課程。主編《物理化學(xué)實(shí)驗(yàn)指導(dǎo)》,副主編編寫(xiě)全國(guó)高等農(nóng)林院校“十二五”規(guī)劃教材《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)》、參編《無(wú)機(jī)及分析化學(xué)實(shí)驗(yàn)》教材。先后主持4項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目及多項(xiàng)省部級(jí)科學(xué)研究項(xiàng)目。已在國(guó)內(nèi)外學(xué)術(shù)刊物《Corrosion Science》、《Electrochimica Acta》等刊物上公開(kāi)發(fā)表論文近200篇,被SCI收錄60余篇;其中第一作者發(fā)表100余篇,被SCI收錄50余篇(其中JCR一區(qū)刊物25篇)。榮獲“2018年度云南省科學(xué)技術(shù)獎(jiǎng)自然科學(xué)獎(jiǎng)三等獎(jiǎng)”(排名第1)、“2006年林產(chǎn)化工 植物源緩蝕劑云南省杰出青年基金項(xiàng)目獲得者,入選2020-2024(連續(xù)五次)中國(guó)高被引學(xué)者、2020-2024(連續(xù)五次)全球前2%頂尖科學(xué)家、全球頂尖前10萬(wàn)科學(xué)家、國(guó)家林草局全國(guó)林業(yè)和草原科技創(chuàng)新領(lǐng)軍人才、云南省有突出貢獻(xiàn)優(yōu)秀專業(yè)技術(shù)人才、云南省享受省政府特殊津貼專家、云南省中青年學(xué)術(shù)和技術(shù)帶頭人、云南省首批“萬(wàn)人計(jì)劃”青年拔尖人才;擔(dān)任中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)理事、云南省留學(xué)人員聯(lián)誼會(huì)理事、中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)會(huì)緩蝕劑與水處理專業(yè)委員會(huì)副主任委員、中國(guó)林學(xué)會(huì)青年工作委員會(huì)副主任委員、云南省高等學(xué)校大學(xué)化學(xué)課程教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)主任委員、云南省高等學(xué);瘜W(xué)類專業(yè)教學(xué)指導(dǎo)委員會(huì)委員、西南林業(yè)大學(xué)學(xué)術(shù)委員會(huì)委員、《林業(yè)工程學(xué)報(bào)》編委、《Corrosion Communications》青年編委、《中國(guó)腐蝕與防護(hù)學(xué)報(bào)》青年編委、《西南林業(yè)大學(xué)學(xué)報(bào)(自然科學(xué)版)》編委。2016. 06 - 2017. 06受?chē)?guó)家留學(xué)基金委資助作為訪問(wèn)學(xué)者公派出國(guó)去澳大利亞迪肯大學(xué)進(jìn)行為期一年的訪學(xué)研究工作。先后主持5項(xiàng)國(guó)家自然科學(xué)基金項(xiàng)目及多項(xiàng)省部級(jí)科學(xué)研究項(xiàng)目。
目錄
前言
第1章 緒論 1
1.1 緩蝕劑 1
1.2 高聚物緩蝕劑的研究進(jìn)展 2
1.2.1 石油化工聚合物緩蝕劑 2
1.2.2 天然高分子聚合物緩蝕劑 11
1.3 天然高分子緩蝕劑的研究進(jìn)展 18
1.3.1 天然高分子改性產(chǎn)物 18
1.3.2 氨基酸聚合物 20
1.3.3 聚天冬氨酸改性緩蝕劑 21
1.4 研究背景與創(chuàng)新貢獻(xiàn) 22
參考文獻(xiàn) 23
第2章 木薯淀粉接枝共聚物緩蝕劑的制備及表征 30
2.1 木薯淀粉接枝共聚物緩蝕劑的制備 30
2.1.1 木薯淀粉-丙烯酰胺共聚物的制備 30
2.1.2 木薯淀粉三元接枝共聚物的制備 30
2.1.3 木薯淀粉改性絮凝劑的制備 30
2.2 木薯淀粉接枝共聚物緩蝕劑的表征 31
2.2.1 IR測(cè)試 31
2.2.2 UV-Vis測(cè)試 31
2.2.3 RS 測(cè)試 31
2.2.4 掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡和接觸角測(cè)試 32
2.2.5 X射線光電子能譜測(cè)試 33
2.3 結(jié)果與討論 34
2.3.1 傅里葉變換紅外光譜 34
2.3.2 紫外-可見(jiàn)光譜 35
2.3.3 拉曼光譜 35
2.3.4 掃描電子顯微鏡、原子力顯微鏡和接觸角測(cè)試 36
2.3.5 X 射線光電子能譜測(cè)試 38
2.4 接枝共聚機(jī)理 40
參考文獻(xiàn) 40
第3章 木薯淀粉接枝共聚物緩蝕劑的研究方法 42
3.1 失重法 42
3.2 電化學(xué)法 42
3.2.1 開(kāi)路電位-時(shí)間曲線 43
3.2.2 極化曲線 44
3.2.3 電化學(xué)阻抗譜 46
3.3 儀器分析測(cè)試 48
3.3.1 紫外-可見(jiàn)光譜 49
3.3.2 掃描電子顯微鏡 49
3.3.3 原子力顯微鏡 51
3.4 分子模擬理論計(jì)算 52
參考文獻(xiàn) 54
第4章 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物緩蝕劑對(duì)鋼的緩蝕性能 59
4.1 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物緩蝕劑在HCl中對(duì)鋼的緩蝕性能 59
4.1.1 引言 59
4.1.2 失重法測(cè)試結(jié)果 59
4.1.3 動(dòng)電位極化曲線 60
4.1.4 電化學(xué)阻抗譜 62
4.1.5 SEM 測(cè)試 63
4.1.6 緩蝕機(jī)理 63
4.1.7 小結(jié) 64
4.2 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物緩蝕劑在H2SO4中對(duì)鋼的緩蝕性能 64
4.2.1 引言 64
4.2.2 CSGC對(duì)緩蝕效率的影響 65
4.2.3 吸附等溫式 67
4.2.4 熱力學(xué)參數(shù) 68
4.2.5 動(dòng)電位極化曲線 69
4.2.6 電化學(xué)阻抗譜 71
4.2.7 SEM 測(cè)試 73
4.2.8 小結(jié) 74
4.3 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物緩蝕劑在H3PO4中對(duì)鋼的緩蝕性能 74
4.3.1 引言 74
4.3.2 失重法測(cè)試結(jié)果 75
4.3.3 動(dòng)電位極化曲線 77
4.3.4 電化學(xué)阻抗譜 78
4.3.5 SEM 測(cè)試 79
4.3.6 小結(jié) 79
4.4 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物緩蝕劑在檸檬酸中對(duì)鋼的緩蝕性能 79
4.4.1 引言 79
4.4.2 CSGC的IR表征 80
4.4.3 失重法測(cè)試結(jié)果 81
4.4.4 動(dòng)電位極化曲線 83
4.4.5 電化學(xué)阻抗譜 84
4.4.6 AFM測(cè)試 86
4.4.7 XRD測(cè)試 87
4.4.8 小結(jié) 88
4.5 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物緩蝕劑在乙酸中對(duì)鋼的緩蝕性能 88
4.5.1 引言 88
4.5.2 CSGC對(duì)冷軋鋼的緩蝕作用 89
4.5.3 吸附等溫式及標(biāo)準(zhǔn)吸附Gibbs 自由能 90
4.5.4 溫度對(duì)緩蝕的影響 91
4.5.5 CSGC在NH4Cl介質(zhì)中的極化曲線特征 93
4.5.6 小結(jié) 95
4.6 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物緩蝕劑在NaCl中對(duì)鋼的緩蝕性能 95
4.6.1 引言 95
4.6.2 動(dòng)電位極化曲線 96
4.6.3 電化學(xué)阻抗譜 97
4.6.4 吸附等溫式和標(biāo)準(zhǔn)吸附Gibbs 自由能 98
4.6.5 小結(jié) 99
參考文獻(xiàn) 100
第5章 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物緩蝕劑對(duì)鋁的緩蝕性能 105
5.1 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物在HCl中對(duì)鋁的緩蝕性能 105
5.1.1 CS-AAGC在HCl中對(duì)鋁的緩蝕作用 105
5.1.2 吸附等溫式 107
5.1.3 動(dòng)電位極化曲線 108
5.1.4 電化學(xué)阻抗譜 109
5.1.5 表面分析 110
5.2 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物在H3PO4中對(duì)鋁的緩蝕性能 111
5.2.1 CS-AAGC在H3PO4中對(duì)鋁的緩蝕作用 111
5.2.2 吸附等溫式 112
5.2.3 動(dòng)電位極化曲線 112
5.2.4 電化學(xué)阻抗譜 113
5.2.5 表面分析 115
5.3 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物在HNO3中對(duì)鋁的緩蝕性能 117
5.3.1 CS-AAGC在HNO3中對(duì)鋁的緩蝕作用 117
5.3.2 吸附等溫式 118
5.3.3 動(dòng)電位極化曲線 119
5.3.4 電化學(xué)阻抗譜 120
5.3.5 表面分析 122
5.4 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物在KOH中對(duì)鋁的緩蝕性能 124
5.4.1 CS-AAGC在KOH中對(duì)鋁的緩蝕作用 124
5.4.2 吸附等溫式 124
5.4.3 動(dòng)電位極化曲線 126
5.4.4 表面分析 127
參考文獻(xiàn) 127
第6章 木薯淀粉三元接枝共聚物緩蝕劑的緩蝕性能 130
6.1 木薯淀粉三元接枝共聚物在HCl中對(duì)鋼的緩蝕性能 130
6.1.1 失重測(cè)量 130
6.1.2 動(dòng)電位極化曲線 133
6.1.3 電化學(xué)阻抗譜 134
6.1.4 表面分析 136
6.2 木薯淀粉三元接枝共聚物在H2SO4中對(duì)鋼的緩蝕性能 137
6.2.1 CS 和CS-SAS-AAGC的FTIR分析 137
6.2.2 失重法測(cè)試CS-SAS-AAGC對(duì)CRS的緩蝕性能 138
6.2.3 CS-SAS-AAGC在CRS表面的吸附行為 139
6.2.4 溫度對(duì)CS-SAS-AAGC的緩蝕性能影響 140
6.2.5 酸濃度對(duì)CS-SAS-AAGC的緩蝕性能影響 143
6.2.6 腐蝕浸泡時(shí)間對(duì)CS-SAS-AAGC的緩蝕性能影響 145
6.2.7 CS-SAS-AAGC在H2SO4溶液中的極化曲線特征 145
6.2.8 電化學(xué)阻抗譜 146
6.2.9 冷軋鋼表面的SEM 形貌 148
6.2.10 冷軋鋼表面的接觸角測(cè)試 148
6.3 木薯淀粉三元接枝共聚物在HCl中對(duì)鋁的緩蝕性能 149
6.3.1 CS-SAS-AAGC的緩蝕效果 150
6.3.2 吸附等溫式和標(biāo)準(zhǔn)吸附Gibbs 自由能 151
6.3.3 溫度的影響 153
6.3.4 浸泡時(shí)間對(duì)緩蝕效果的影響 156
6.3.5 HCl濃度對(duì)緩蝕效果的影響 157
6.3.6 開(kāi)路電位-時(shí)間曲線 159
6.3.7 動(dòng)電位極化曲線 159
6.3.8 電化學(xué)阻抗譜 161
6.3.9 SEM分析 164
6.3.10 接觸角測(cè)量 164
參考文獻(xiàn) 166
第7章 木薯淀粉接枝共聚物緩蝕劑的緩蝕作用機(jī)理 172
7.1 木薯淀粉接枝共聚物緩蝕劑的合成反應(yīng)路線 173
7.1.1 木薯淀粉接枝共聚物合成反應(yīng)的理論研究 173
7.1.2 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物及三元接枝共聚物的合成反應(yīng)路線 193
7.2 木薯淀粉接枝共聚物緩蝕劑的量子化學(xué)研究 195
7.3 木薯淀粉接枝共聚物緩蝕劑的分子動(dòng)力學(xué)模擬研究 203
7.4 木薯淀粉接枝共聚物緩蝕劑的作用機(jī)理 207
7.4.1 木薯淀粉-丙烯酰胺接枝共聚物對(duì)鋼和鋁的緩蝕作用機(jī)理 208
7.4.2 木薯淀粉三元接枝共聚物對(duì)鋼和鋁的緩蝕作用機(jī)理 211
參考文獻(xiàn) 214