添加大蒜植物型气相缓蚀剂试样的缓蚀机理

       随着环保要求的日益严格以及人们对健康、环保产品的追求，使得目前有毒缓蚀剂逐渐被淘汰。目前有些环境下，有毒缓蚀剂依然可以使用，比如油田酸化作业过程中，需要添加酸化缓蚀剂，但是酸化缓蚀剂是在地层低下起作用，不会与人体接触，因而尽管有毒，但是对人体的健康伤害较小；还有集输缓蚀剂（有时根据使用环境也叫二氧化碳缓蚀剂缓蚀剂，硫化氢缓蚀剂，采出水缓蚀剂，污水缓蚀剂等），由于在输送管道中发挥作用，因此也不会对人的健康造成大的危害和影响。但是大气缓蚀剂由于暴露在空气中，不可避免被人体吸收，因此常有毒的大气缓蚀剂目前使用已经被严格限制，而植物型气相缓蚀剂由于绿色、无毒，将是大气缓蚀剂发展的重要方向。

       武汉楚博士科技有限公司以大蒜提取液作为主要成分，研究了了大蒜提取液这种气相缓蚀剂对铜的缓蚀作用机制，极化曲线测试结果表明添加大蒜植物型缓蚀剂的腐蚀电位与空白实验的腐蚀电位相差不大，表明大蒜提取液是一种混合型缓蚀剂。同时，电化学阻抗测试结果表明添加大蒜提取液缓蚀剂后电荷传递电阻大幅增加，提取液在含Cl-薄液膜下对铜有较好的缓蚀效果。FSEM、ATR-FTIR、Raman与XPS现代表面分析技术证实大蒜提取液缓蚀剂中挥发性含硫化合物能有效吸附在铜表面形成保护膜，防止腐蚀介质接触金属基质从而达到缓蚀的作用。

       依据Sarvesh Kumar Srivastava 等人阐释大蒜提取液中DATS的产生过程，以DATS为例，对铜的缓蚀作用机理概括如下图所示。大蒜完整组织中仅存在活性成分的前体物质为蒜氨酸，当大蒜完整组织被破坏时，蒜氨酸被释放出来，在酶的催化下蒜氨酸生成一种不稳定的复合物，随后分解成具有挥发性的大蒜素。大蒜素遇热见光分解成DATS等含硫化合物，这些含硫化合物即为缓蚀成分。DATS含有的三硫键不稳定易断裂，断裂后由于基团电负性增加，极易在铜表面吸附，形成较为完整致密的吸附膜。这层吸附膜能将腐蚀介质与金属铜表面隔开，防止金属发生腐蚀。

图1 大蒜提取液中DATS的缓蚀作用机理