甲壳素衍生物海水体系缓蚀阻垢能力及磁场协同机制研究

Through the chemical modification to the marine natural product chitin by the way of carboxymethylation,sulfating and phosphoric esterification,the chelation,electrostatic adhesion or ion-exchange functional groups can be added to the derivatives and after that a series of derivatives with different constructions, molecular weights and substitutions can be produced. With the methods of infrared spectrum, nuclear magnetic resonance and X-ray diffraction spectrum, those derivatives can be characterized. By the way of weight loss method, electrochemical impedance spectrum, cyclic voltammetry and polarization curve methods, the corrosion-inhibiting and scale-inhibiting capacity of these derivatives can be evaluated. Different process mode would influence their corrosion and scaling inhibition effect, and localized corrosion. Investigate the corrosion inhibition mechanism through surface analysis such as electrochemistry,electrochemical scanning tunneling and elliptic polarization. Discuss the synergy between corrosion inhibitor，cathodic protection and magnetic field and did toxicity testing experiment. Provide theoretical basis to the exploitation of environment friendly seawater anti-scaling corrosion inhibitors. The research on marine natural products has a good applicaition prospects at metal protection in terms of seawater utilization, marine resources exploitation and ocean transportation.

通过对海洋天然产物甲壳素进行羧甲基化、硫酸酯化、磷酸酯化和巯基化等化学改性手段，引入具有螯合、静电吸附、离子交换效能的功能基团，制备不同结构、不同分子量和不同取代度的一系列改性衍生物，利用红外光谱、核磁共振和X射线光电子能谱（XPS）等对其进行表征。利用失重法、电化学交流阻抗谱（EIS）、循环伏安法和极化曲线法评价这些衍生物的缓蚀阻垢能力，探讨不同的化学处理方式与其缓蚀阻垢性能的相关性和对局部腐蚀的影响，应用电化学、扫描电化学显微镜和椭圆偏振法等表面分析技术研究其在海水介质中缓蚀机制，考察通过进行不同磁场强度磁化处理及阴极保护对衍生物缓蚀阻垢的协同作用，并进行相应的毒性测试实验。为开发可降解、无公害、价廉的环保型绿色海水缓蚀阻垢剂和处理剂提供理论基础，在海水综合利用、海洋资源开发、海洋交通运输等相关产业的金属管道和设施防护及其它咸水介质中金属防护领域有重要应用前景。

我国是全球第一个海水养殖大国，海产品的产量居世界首位，资源丰富，发展壳聚糖产业具有得天独厚的优势。通过化学选择性降解和化学改性作用对甲壳素、壳聚糖进行改性处理，研究其在氯化钠溶液和天然海水中碳钢表面上的吸附行为与作用机理，并对其进行必要的毒性测试，同时将属于物理方法的磁化缓蚀阻垢器和化学法的绿色缓蚀阻垢剂联合使用，不但可以为生产无毒、无公害、价廉的环境友好型海水金属缓蚀阻垢剂提供理论指导，而且可以初步解决我国海水管道的腐蚀结垢难题，促进我国海水直接利用的发展，具有广泛的社会效益和经济效率。本研究课题通过对海洋天然产物甲壳素进行羧甲基化、硫酸酯化、磷酸酯化和巯基化等化学改性手段，引入了具有螯和、静电吸附、离子交换效能的功能基团，制备不同结构、不同分子量和不同取代度的一系列改性衍生物，利用红外光谱、核磁共振和X射线光电子能谱（XPS）等对其进行了表征。利用失重法、电化学交流阻抗谱（EIS）、循环伏安法和极化曲线法评价了这些衍生物的缓蚀阻垢能力。实验结果表明，随着壳聚糖分子中亲水性基团的增多，缓蚀效率呈现上升趋势，而壳聚糖衍生物的缓蚀性能随着浓度的升高呈现先增大再减小的趋势。本研究为可降解、无公害、价廉的环保型绿色海水缓蚀阻垢剂和处理剂提供理论基础，在海水综合利用、海洋资源开发、海洋交通运输等相关产业的金属管道和设施防护及其它咸水介质中金属防护领域有重要应用前景。