LUẬN án TS NGHIÊN cứu TÍNH CHẤT điện hóa và KHẢ NĂNG ức CHẾ ăn mòn THÉP CACBON THẤP TRONG môi TRƯỜNG AXIT của một số hợp CHẤT có NGUỒN tự NHIÊN

www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN HÓA HỌC
********

TRƯƠNG THỊ THẢO

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA VÀ KHẢ NĂNG
ỨC CHẾ ĂN MÒN THÉP CACBON THẤP TRONG
MÔI TRƯỜNG AXIT CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT
CÓ NGUỒN GỐC TỰ NHIÊN

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

Hà Nội – 2012


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO

VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ VIỆT NAM

VIỆN HÓA HỌC
********
TRƯƠNG THỊ THẢO

NGHIÊN CỨU TÍNH CHẤT ĐIỆN HÓA VÀ KHẢ NĂNG
ỨC CHẾ ĂN MÒN THÉP CACBON THẤP TRONG
MÔI TRƯỜNG AXIT CỦA MỘT SỐ HỢP CHẤT
CÓ NGUỒN GỐC TỰ NHIÊN

Chuyên ngành: Hóa lý thuyết và Hóa lý
Mã số ngành: 62.44.31.01

LUẬN ÁN TIẾN SĨ HÓA HỌC

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
1. GS.TS. Lê Quốc Hùng
2. PGS.TS. Vũ Thị Thu Hà

Hà Nội - 2012


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

Lời cảm ơn

Tôi xin gửi lời cảm ơn tới Ban lãnh viện, Bộ phận Đào tạo, các phòng
chức năng Viện Hóa học, Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Tôi xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến thầy giáo, GS.TS
Lê Quốc Hùng, cô giáo PGS.TS Vũ Thị Thu Hà đã tận tình hướng dẫn và tạo
mọi điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện luận án.
Tôi xin được cảm ơn anh chị em tập thể Ứng dụng tin học trong
nghiên cứu hóa học – Viện Hóa học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt
Nam và anh chị em trong Khoa Hóa học, trường ĐH Khoa học, ĐH Thái
Nguyên đã hỗ trợ tôi rất nhiều trong quá trình thực hiện luận án.

Tôi cũng xin gửi lời cảm ơn đến Phòng Ăn mòn, Trung tâm Đánh giá
Hư Hỏng vật liệu – Viện Khoa học Vật liệu và phòng Tổng hợp Hữu cơ –
Viện Hóa học – Viện Khoa học và Công nghệ Việt Nam.
Tôi chân thành cảm ơn gia đình, bạn bè, học trò đã quan tâm, động
viên và tạo điều kiện giúp tôi hoàn thành luận án.

Hà Nội, tháng 05 năm 2012
Nghiên cứu sinh

Trương Thị Thảo


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

MỤC LỤC
Trang
LỜI CẢM ƠN
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
DANH MỤC BẢNG
DANH MỤC HÌNH

1.1.
1.1.1.
1.1.2.
1.1.3.
1.2.
1.2.1.
1.2.2.
1.2.3.

MỞ ĐẦU
CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
Tổng quan về ăn mòn kim loại
Định nghĩa ăn mòn kim loại
Phân loại ăn mòn
Khái quát về thép
Các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn kim loại
Thiết kế hợp lý
Lựa chọn vật liệu thích hợp
Xử lý môi trường

1
5
5
5
5
8
10
10
10
10

1.2.4.
1.2.5.
1.3.
1.3.1.

Tạo lớp phủ bảo vệ
Phương pháp điện hóa
Sử dụng các chất ức chế bảo vệ chống ăn mòn kim loại

Giới thiệu về chất ức chế chống ăn mòn kim loại

11
11
11
11

1.3.2.
1.3.3.
1.3.4.
1.3.5.
1.3.5.1.
1.3.5.2.
1.3.5.3.

Cơ chế hoạt động của chất ức chế ăn mòn kim loại
Phân loại chất ức chế ăn mòn kim loại
Các chất ức chế ăn mòn kim loại thực tế đã được sử dụng
Chất ức chế thân thiện môi trường
Khái niệm
Tình hình nghiên cứu về chất ức chế xanh trong và ngoài nước
Thuận lợi và hạn chế

2
14
15
19
19
19
9

1.3.6.

Giới thiệu một số cây trồng có tiềm năng dùng ức chế ăn mòn kim
loại ở Thái Nguyên

30

CHƯƠNG 2: PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU VÀ THỰC
NGHIỆM

36

Hóa chất, dụng cụ, thiết bị
Hóa chất

36
36

2.1.
2.1.1.


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

2.1.2.
2.1.3.
2.2.

Dụng cụ

Thiết bị

Điều chế và khảo sát thành phần hóa học các chất ức chế ăn
mòn kim loại
2.2.1.
Điều chế các chất ức chế
2.2.1.1 Xử lý mẫu lá tươi
2.2.1.2. Chiết mẫu thực vật
2.2.1.3. Tách cao chiết chè trong nước

36
36
37
37
37
37
38

2.2.1.4.
2.2.2.
2.2.2.1.
2.2.2.2.
2.2.3.
2.3.

Tách caffein
Phương pháp khảo sát thành phần hóa học mẫu thực vật
Phương pháp sắc ký lớp mỏng
Phương pháp phổ cộng hưởng từ hạt nhân(NMR)
Thực nghiệm khảo sát thành phần hóa học các mẫu thực vật

Phương pháp nghiên cứu ăn mòn kim loại

39
39
39
40
42
42

2.3.1
2.3.1.1
2.3.1.2
2.3.1.3

Các phương pháp nghiên cứu ăn mòn kim loại
Phương pháp quan sát
Phương pháp tổn hao khối lượng
Các phương pháp điện hóa

42
42
44
45

2.3.2.
2.3.2.1.
2.3.2.2.
2.3.2.3

Thực nghiệm nghiên cứu ăn mòn kim loại

Các loại mẫu kim loại nghiên cứu
Chuẩn bị mẫu kim loại
Chuẩn bị dung dịch

50
50
50
51

2.3.2.4. Thử nghiệm
CHƯƠNG 3: KẾT QUẢ THẢO LUẬN
3.1.
Khảo sát ức chế ăn mòn thép bằng các sản phẩm chiết từ các
mẫu thực vật
3.1.1.
Chiết mẫu thực vật
3.1.2.
Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn thép của các cao chiết thu được
3.1.2.1. Ảnh hưởng của nồng độ cao chiết
3.1.2.2. Ảnh hưởng của nồng độ axit
3.1.2.3. Ảnh hưởng của thời gian thử nghiệm
3.1.3.
Kết hợp một số phương pháp nghiên cứu ăn mòn và bảo vệ ăn mòn
thép CT38 bằng một số chất ức chế khác nhau

52
55
55
55
55

56
62
65
69


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

3.2.

Ức chế ăn mòn thép CT38 trong môi trường axit bằng các sản

phẩm tách từ cao chiết chè trong nước
3.2.1.
Tách và khảo sát thành phần hóa học cao chiết chè trong nước
3.2.1.1. Tách cao chiết chè trong nước W(C)

81
81
81

3.2.1.2. Khảo sát sơ bộ thành phần hóa học các cặn chiết phân đoạn từ cao
chiết W(C)
3.2.2.
Khả năng ức chế ăn mòn thép CT38 trong môi trường axit của các
cặn chiết phân đoạn từ cao chiết chè

82

Khảo sát một số yếu tố trong sự ức chế ăn mòn thép CT38 trong

môi trường axit của cặn nước tách từ cao chiết chè
3.2.3.1. Ảnh hưởng của nồng độ axit và nồng độ cặn chiết
3.2.3.2. Ảnh hưởng của thời gian thử nghiệm
3.2.4.
Tách caffein và khảo sát khả năng dùng caffein làm chất ức chế ăn
mòn thép CT38 trong môi trường axit

87

3.2.3.

83

87
89
92

3.2.4.1.
3.2.4.2.
3.2.4.3.
3.2.4.4.

Tách và xác định cofein
Ảnh hưởng của nồng độ cofein
Ảnh hưởng của nhiệt độ
Ảnh hưởng của thời gian thử nghiệm

92
94
100

101

3.3.

Đề xuất ban đầu cơ chế ức chế ăn mòn thép CT38 trong môi

105

3.3.1.
3.3.2.

trường axit của các chất ức chế nghiên cứu
Cơ chế hấp phụ
Nhiệt động học quá trình hấp phụ và quá trình ăn mòn

105
110

3.3.3.

Cơ chế ức chế ăn mòn
KẾT LUẬN
DANH MỤC CÁC CÔNG TRÌNH ĐÃ CÔNG BỐ
TÀI LIỆU THAM KHẢO
PHỤ LỤC

114
116
118
119

128


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VIẾT TẮT
Ký hiệu

Ý nghĩa

AES

Phổ điện tử Auger

AFM

Atomic force microscopy - Kính hiển vi lực nguyên tử

B

Cặn n-butanol

C

Nồng độ chất ức chế (g/l)

Cdl

điện dung lớp kép

CPE

Nguyên tố pha

D

Cặn diclometan

DNA

Acid Deoxyribo Nucleic (ADN - tiếng pháp hay DNA - tiếng anh)

DPD

Phương pháp phân cực thế động

E*

Năng lượng hoạt hóa quá trình ăn mòn

Eam

Thế ăn mòn (Thế mạch hở, thế nghỉ, thế oxy hóa khử) (V)

EA

Cặn etylaxetat

E(C)

Dịch chiết chè trong etanol (cao chiết)

EDS

Phổ tán sắc năng lượng tia X

EGCG

Epigallocatechin-3-gallat

EIS

Đo tổng trở

∆E

Năng lượng cộng hưởng từ hạt nhân

FTIR

Fourier transform infrared spectroscopy - Quang phổ hồng ngoại
chuyển đổi Fourier

∆Ghp
H
H (%)

Biến thiên thế đẳng nhiệt đảng áp quá trình hấp phụ
Cặn hexan
Hiệu quả bảo vệ (%)

Hz

Hertz (héc)Tần số

∆H

Biến thiên entanpi quá trình (hấp phụ)

iam

Mật độ dòng ăn mòn (mA/cm2)

iđo

Mật đo dòng đo được đáp ứng theo thế áp vào (mA/cm2)


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

K
LSA

Hằng số cân bằng hấp phụ
Viết tắt tên hóa chất - d-lysergic axitamin

M

Nồng độ mol/l

m

Khối lượng (g)

M80(T)

Dịch chiết thuốc lá trong dung môi methanol:nước = 8:2

NRM

Phổ cộng hưởng từ hạt nhân

NTG

N-(5,6-diphenyl-4,5-dihydro-[1,2,4]ưtriazin-3-yl)-guanidin

ppm

part of million - Nồng độ một phần triệu g/lít (mg/l)

Qhp

Nhiệt hấp phụ

Rp

Điện trở phân cực (Ω)

RS(Rdd)
S

SEM

Điện trở dung dịch
Diện tích (cm2)
Phương pháp kính hiển vi điện tử quét

t

Thời gian (phút, ngày)

T

Nhiệt độ

UV

Utraviolet - Tia tử ngoại hay tia cực tím

v

Tốc độ ăn mòn

V

Thể tích (l)

XPS,
ESCA
W

Phổ huỳnh quang tia X
Cặn nước

W(C)

Dịch chiết chè trong nước

WDS

Phôt tán sắc bước sóng tia X

WL
W(T)

Weight lost - tổn hao khối lượng
Dịch chiết thuốc lá trong nước

η

Quá thế

β

Hằng số tafel


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

DANH MỤC BẢNG
Tên bảng

Trang

Bảng 2.1:

Danh mục các sản phẩm chiết mẫu thực vật

37

Bảng 2.2:

Các mẫu kim loại nghiên cứu

50

Bảng 3.1:

Tỷ lệ khối lượng cao chiết so với khối lượng mẫu thực vật khô

55

Bảng 3.2:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl 1M có mặt các cao chiết ở các nồng độ khác nhau

58

Bảng 3.3:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép so sánh trong môi
trường HCl 1M có mặt các cao chiết ở các nồng độ khác nhau

61

Bảng 3.4:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl 0,01M có mặt cao chiết W(C) ở các nồng độ khác nhau

64

Bảng 3.5:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl 0,01M có mặt W(C) và W(T)ở các nồng độ khác nhau
theo thời gian

68

Bảng 3.6:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl 0,01M có mặt các chất ức chế khác nhau theo thời gian
(Phương pháp tổn hao khối lượng)

70

Bảng 3.7:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl 0,01M có mặt các chất ức chế khác nhau theo thời gian
(Phương pháp điện hóa)

73

Bảng 3.8:

Hàm lượng các phân đoạn tách cao chiết W(C)

81

Bảng 3.9:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl có mặt các cặn phân đoạn tách từ cao chiết W(C) nồng độ
khác nhau

85

Bảng 3.10:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl HCl có mặt cặn W tách từ cao chiết chè W(C) nồng độ
khác nhau ở 25oC

88

Bảng 3.11:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl 0,01M có mặt cặn W nồng độ 1g/l theo thời gian ở 25oC

90

Bảng 3.12:

Kết quả phân tích EDS bề mặt thép CT38 ngâm trong dung
dịch HCl 1M có và không có mặt cặn W 5g/l sau 1 giờ ở 25oC

91

Bảng 3.13:

Các thông số quá trình thử nghiệm ăn mòn thép CT38 trong
môi trường HCl 1M có mặt caffein nồng độ khác nhau ở 25oC
theo phương pháp tổn hao khối lượng

94

Bảng 3.14

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl 1M có mặt caffein nồng độ khác nhau ở 25oC theo

96


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

phương pháp điện hóa
Bảng 3.15:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl 1M có mặt caffein nồng độ khác nhau ở 25oC theo
phương pháp tổng trở

98

Bảng 3.16:

Kết quả phân tích EDS bề mặt thép CT38 ngâm trong dung
dịch HCl 1M có và không có mặt caffein 3g/l sau 1 giờ ở 25oC

100

Bảng 3.17:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl 1M có mặt caffein nồng độ 3g/l ở nhiệt độ khác nhau

102

Bảng 3.18:

Các đặc trưng quá trình ăn mòn thép CT38 trong môi trường
HCl 1M có mặt caffein nồng độ 3g/l theo thời gian (phương
pháp điện hóa)

94

Bảng 3.19:

Phương trình hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir và các thông số
nhiệt động quá trình hấp phụ W(C) và W lên thép CT38 trong
dung dịch HCl

110


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

DANH MỤC HÌNH
Tên hình

Trang

Hình 1.1:

Sơ đồ ăn mòn điện hoá của kim loại đặt trong dung dịch chất
điện li

6

Hình 1.2:

Mô hình quá trình hấp phụ

13

Hình 1.3:

Liên kết giữa polysaccarit với Fe

23

Hình 1.4:

Thành phần hóa học chính của dầu Fennel

23

Hình 1.5:

Cấu trúc phân tử LSA

24

Hình 1.6:

Cấu trúc hóa học Andrographolid - thành phần chính của dịch
chiết lá Kalmegh

25

Hình 1.7:

Cấu trúc hóa học NTG

27

Hình 1.8:

Cấu trúc hóa học của Penicillin V Kali.

28

Hình 1.9:

Cơ chế hấp phụ của Penicillin với bề mặt thép

28

Hình 1.10:

Cành, lá, hoa và quả chè.

31

Hình 1.11:

Các dẫn xuất catechin thường có trong lá chè xanh

29

Hình 1.12:

Cafein(Cofein)

29

Hình 1.13:

Cây và hoa thuốc lá.

34

Hình 2.1:

Sơ đồ tách cao chiết chè trong nước

38

Hình 2.2:

Cấu tạo của kính hiển vi điện tử quét SEM

43

Hình 2.3:

Đường phân cực E-I

46

Hình 2.4:

Đường cong phân cực (E-logi)của kim loại Me trong môi
trường axit

46

Hình 2.5:

Áp dụng đường phân cực tuyến tính dòng thế

47

Hình 2.6:

Điện trở phân cực tính từ thực nghiệm

47

Hình 2.7:

Biểu diễn hình học các phần tử phức

48

Hình 2.8:

Mạch tương đương trong phổ tổng trở

49

Hình 2.9:

Tổng trở trên mặt phẳng phức- Giản đồ Nyquist

49

Hình 2.10:

Cấu tạo điện cực làm việc

50

Hình 2.11:

Mẫu thử nghiệm ăn mòn theo phương pháp tổn hao khối lượng

51

và quan sát bề mặt vi mô
Hình 2.12:

Ngâm mẫu thử nghiệm ăn mòn theo phương pháp tổn hao khối
lượng và quan sát bề mặt vi mô

52


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

Hình 2.13:

Hệ thống thiết bị: Máy Potentio – galvanostat CPA-HH3

53

Hình 3.1:

Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 ngâm 60 phút
trong môi trường HCl 1M có mặt các cao chiết ở các nồng độ
khác nhau tại nhiệt độ phòng

56

Hình 3.2:

Hiệu quả ức chế ăn mòn thép CT38 trong dung dịch HCl 1M
của các cao chiết với nồng độ khác nhau

58

Hình 3.3:

Đường cong phân cực dạng log của thép so sánh ngâm 60
phút trong môi trường HCl 1M có mặt các caoh chiết ở các
nồng độ khác nhau tại nhiệt độ phòng

60

Hình 3.4:

Hiệu quả ức chế ăn mòn thép so sánh trong dung dịch HCl 1M
của các cao chiết ở nồng độ khác nhau.

61

Hình 3.5:

Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung
dịch HCl 1M có mặt W(C) ở các nồng độ khác nhau

63

Hình 3.6:

Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung
dịch HCl 0,01M có mặt W(C) ở các nồng độ khác nhau

63

Hình 3.7:

Hiệu quả ức chế ăn mòn thép CT38 trong môi trường axit HCl
nồng độ khác nhau theo nồng độ cao chiết

64

Hình 3.8:

Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung
dịch HCl 0.01M có mặt cao chiết khác nhau theo thời gian
ngâm mẫu khác nhau tại 25oC

68

Hình 3.9:

Sự thay đổi tốc độ ăn mòn của thép CT38 trong dung dịch HCl
0,01M có mặt cao chiết khác nhau theo thời gian

69

Hình 3.10:

Tốc độ ăn mòn thép CT38 theo thời gian trong môi trường HCl
0,01M có mặt các chất ức chế theo phương pháp tổn hao khối
lượng

71

Hình 3.11:

Đường cong phân cực dạng logcủa thép CT38 trong dung dịch
HCl 0,01M không và có mặt các chất ức chế theo thời gian
ngâm tại nhiệt độ phòng

72

Hình 3.12:

Đường biểu diễn tốc độ ăn mòn củathép CT38 trong dung
dịch HCl 0,01M theo thời gian (Phương pháp điện hóa)

74

Hình 3.13:

Phổ tổng trở Nyquist của điện cựcthép CT38 trong môi trường
HCl 0,01M có và không có chất ức chế theo thời gian ngâm

75

Hình 3.14:

Ảnh SEM mẫu thép CT38 trong dung dịch HCl 0,01M
có các chất ức chế khác nhau sau 3 ngày ngâm ở nhiệt độ
phòng

78

Hình 3.15:

Ảnh SEM mẫu thép CT38 trong dung dịch HCl 0,01M
có các chất ức chế khác nhau sau 6 ngày ngâm ở nhiệt độ

79


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

phòng
Hình 3.16:

Ảnh SEM mẫu thép CT38 trong dung dịch HCl 0,01M
có các chất ức chế khác nhau sau 10 ngày ngâm ở nhiệt độ

phòng

80

Hình 3.17:

Ảnh chụp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C -1H cặn D

82

Hình 3.18:

Sắc ký lớp mỏng các cặn EA,B và W so với chất chuẩn

83

Hình 3.19:

Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung
dịch HCl có mặt các cặn chiết phân đoạn của cao chè nước ở
nồng độ khác nhau

84

Hình 3.20:

Tốc độ ăn mòn thép CT38 ngâm 60 phút tại 25oC trong các
dung dịch HCl có mặt các chất ức chế khác nhau

86

Hình 3.21:

Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung
dịch HCl 0,01M có mặt cặn W ở các nồng độ khác nhau

87

Hình 3.22:

Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung
dịch HCl 1M có mặt cặn W ở các nồng độ khác nhau

88

Hình 3.23:

Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung
dịch HCl 0.01M có mặt cặn nước ở các thời gian ngâm mẫu
khác nhau.

89

Hình 3.24:

Sự thay đổi điện trở phân cực thép CT38 trong dung dịch HCl
0,01M có mặt W(C) và W 1g/l theo thời gian ngâm mẫu ở 25oC

90

Hình 3.25:

Ảnh chụp bề mặt thép CT38 ngâm trong dung dịch HCl 1M
(a,b) có mặt cặn W 5g/l (c,d) sau 1giờ ngâm ở 25oC

91

Hình 3.26:

Ảnh chụp phổ cộng hưởng từ hạt nhân 13C -1H của caffein tách
trực tiếp từ chè xanh

93

Hình 3.27:

Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung
dịch HCl 1M có mặt caffein ở các nồng độ khác nhau

95

Hình 3.28:

Phổ tổng trở (a) và mạch tương đương (b)thép CT38 ngâm 60
phút trong dung dịch HCl 1M có mặt cafffein nồng độ khác
nhau ở 25oC

97

Hình 3.29:

Ảnh chụp bề mặt thép CT38 ngâm trong dung dịch HCl 1M
(a,b) có mặt caffein 3g/l (c,d) sau 1giờ ngâm ở 25oC

99

Hình 3.30:

Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung
dịch HCl 1M không và có mặt caffeine 3g/l ở các nhiệt độ khác
nhau

100

Hình 3.31:

Đường cong phân cực dạng log của thép CT38 trong dung
dịch HCl 1M có mặt caffein 3g/l ở các thời gian ngâm mẫu
khác nhau

102


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

Hình 3.32:

Tốc độ ăn mòn thép CT38 trong dung dịch HCl 1M
có mặt caffein 3g/l ở 25oC theo thời gian thử nghiệm

103

Hình 3.33:

Phổ tổng trở của thép CT38 trong dung dịch HCl 1M (a) có
mặt caffein 3g/l (b) ở các thời gian ngâm mẫu khác nhau

103

Hình 3.34:

Mô hình tương tác giữa chất bị hấp phụ với bề mặt kim loại

108

Hình 3.35:

Đường hấp phụ đẳng nhiệt Langmuir của các chất ức chế khác
nhau lên thép CT38 trong dung dịch HCl ở 25oC

109

Hình 3.36:

Phương trình Arrhenius cho quá trinh ăn mòn của thép CT38
ngâm 60 phút trong dung dịch HCl 1M có và không có caffein
3g/l

113

www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

1

MỞ ĐẦU
Kim loại với nhiều ưu điểm nổi trội như: khả năng dẫn nhiệt, dẫn điện tốt;
độ bền cơ học cao, độ co ít, độ kháng kéo cao; độ bền nhiệt cao; dễ dàng chế tạo
ra các thiết bị, máy móc v.v... nên đã được ứng dụng trong hầu hết các ngành
công nghiệp chế tạo các thiết bị, các cấu kiện, máy móc cũng như trong đời sống
hàng ngày như đồ dùng nhà bếp, một số phương tiện sinh hoạt, nguyên liệu xây
dựng nhà ở hay các công trình dân dụng, … Kim loại được ứng dụng rộng rãi
nhất chính là thép.
Vấn đề đặt ra cho các nhà sản xuất và người sử dụng vật liệu là: trong môi
trường làm việc khác nhau, kim loại (thép) luôn bị ăn mòn dần một cách tự
nhiên. Sự ăn mòn làm biến đổi một lượng lớn các kim loại (thép) thành sản
phẩm ăn mòn, làm suy giảm các tính chất đặc trưng của kim loại, có thể dẫn đến
nhiều hậu quả nặng nề đối với quá trình sản xuất và an toàn lao động, gây ra tổn
thất lớn đối với nền kinh tế quốc gia. Ngoài ra, một chi phí nữa dùng cho việc
nghiên cứu tìm ra các vật liệu mới hạn chế ăn mòn hay các phương pháp bảo vệ
vật liệu chống ăn mòn. Tổng chi phí này khá lớn ở các nền kinh tế phát triển và
đang phát triển. Theo số liệu thống kê năm 2011 của Sastri [22], tổng chi phí cho
vấn đề nghiên cứu và xử lý ăn mòn kim loại ở Mỹ năm 1975 là 82 tỉ Đôla, năm
1995 đã lên 296 tỉ Đôla và năm 2010 là 549 tỉ Đôla. Vì vậy việc nghiên cứu về
ăn mòn và bảo vệ kim loại là một vấn đề rất có ý nghĩa về khoa học và thực tiễn.
Có nhiều phương pháp bảo vệ kim loại (và thép) khỏi ăn mòn đã được
thực hiện. Trong đó, sử dụng chất ức chế là một trong những phương pháp bảo
vệ truyền thống khá hiệu quả, có thể kéo dài tuổi thọ của các công trình lên 2- 5
lần và có tính kinh tế cao. Nhiều loại chất ức chế đã được sử dụng rộng rãi như
muối nitrit, muối cromat, muối photphat, các amin hữu cơ,… Tuy nhiên, sự ảnh

hưởng của chất ức chế đến người lao động và môi trường đã ít được quan tâm
trong một thời gian dài, thực tế đã sử dụng những hóa chất rất độc hại như nitrit,
cromat,…. Hiện nay, vấn đề này đã trở thành một trong những tiêu chí hàng đầu
khi lựa chọn một chất đưa vào sử dụng, nhiều chất ức chế truyền thống đã bị hạn
chế, thậm chí cấm sử dụng do ảnh hưởng độc hại của chúng với con người và
môi trường.


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

2

Một xu hướng nghiên cứu mới đối với các nhà nghiên cứu ăn mòn ở Việt
Nam cũng như trên thế giới, đó là tìm kiếm các chất ức chế thân thiện môi
trường. Trong khoảng vài chục năm trở lại đây, trên thế giới đã công bố nhiều
kết quả nghiên cứu về các chất ức chế xanh khác nhau, nhiều nhất là lấy từ cây
trồng. Dịch chiết cây trồng có thành phần hữu cơ đa dạng, có khả năng hấp phụ
lên bề mặt kim loại hạn chế ăn mòn mà lại dễ kiếm, dễ chế biến, giá thành không
cao; những chất có nguồn gốc cây trồng có thể tổng hợp được dễ mà không độc
hai cũng được nghiên cứu. Ngoài ra còn một số nghiên cứu sử dụng nhựa cây,
mật mía, mật ong, dầu thực vật,… thuốc và các hợp chất của các nguyên tố đất
hiếm. Tuy nhiên, khuynh hướng này vẫn đang dừng ở giai đoạn nghiên cứu, tìm
kiếm, chọn lọc, hướng đi đến áp dụng còn chưa rõ. Ở nước ta, với phân loại thực
vật đa dạng, hướng nghiên cứu này còn khá mới mẻ, mới bắt đầu trong vài năm
gần đây.
Chính vì vậy, việc nghiên cứu các chất ức chế ăn mòn xanh thân thiện với
môi trường từ các cây trồng nhiệt đới là một hướng đi quan trọng và phù hợp với
nước ta. Do đó chúng tôi chọn đề tài “Nghiên cứu tính chất điện hóa và khả
năng ức chế ăn mòn thép cacbon thấp trong môi trường axit của một số hợp
chất có nguồn gốc tự nhiên”.

Mục đích : Tìm kiếm, nghiên cứu đặc trưng điện hóa và khả năng bảo vệ
thép cacbon thấp khỏi sự ăn mòn trong môi trường axit của các chất ức chế xanh,
có nguồn gốc tự nhiên, thân thiện với môi trường nhằm thay thế một số chất ức
chế truyền thống độc hại, gây ô nhiễm môi trường.
Nội dung nghiên cứu tập trung vào các điểm sau:
- Tách, chiết lấy dịch chiết (cao chiết) một số cây trồng phổ biến ở địa
phương (Thái Nguyên) như từ cây chè và thuốc lá.
- Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn thép trong môi trường axit của các sản
phẩm chiết thu được. Lựa chọn sản phẩm chiết ổn định, có hiệu quả ức chế ăn
mòn tốt thực hiện các nghiên cứu sâu hơn.
- Xác định thành phần hóa học của sản phẩm chiết được, tách phân đoạn
hoặc tách lấy tinh chất phục vụ nghiên cứu hiệu quả ức chế ăn mòn.


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

3

- Bước đầu giải thích cơ chế ức chế ăn mòn của các chất ức chế thử
nghiệm và tính toán các thông số nhiệt động học của quá trình.
Điểm mới của luận án:
- Đây là luận án đầu tiên ở Việt Nam tiến hành nghiên cứu về khả năng ức
chế ăn mòn kim loại của một số chất ức chế xanh thân thiện môi trường.
- Chiết, tách được một số chất ức chế ăn mòn có hiệu quả khá cao từ các
cây trồng phổ biến tại địa phương: Cao chiết thuốc lá trong nước, cao chiết chè
trong nước, cặn nước của cao chiết chè trong nước, caffein trong chè. Kết quả
cho thấy hiệu quả ức chế của các chất khảo sát là có thể so sánh với chất ức chế
hóa học truyền thống như urotropin. Đây là cơ sở cho việc tiến tới ứng dụng các
chất ức chế xanh trong bảo vệ chống ăn mòn kim loại.
- Chứng tỏ quá trình ức chế ăn mòn thép của các dịch chiết cây trồng theo

cơ chế hấp phụ vật lý đơn lớp. Quá trình hấp phụ này tuân theo quy luật hấp phụ
đẳng nhiệt Langmuir có hiệu chỉnh hệ số tuyến tính.
- Tính toán các thông số nhiệt động học quá trình ăn mòn và quá trình hấp
phụ của chất ức chế. Chứng minh được quá trình hấp phụ là quá trình tự diễn
biến (∆G<0), tỏa nhiệt (∆H>0), năng lượng hoạt hóa quá trình ăn mòn tăng khi
dung dịch có mặt chất ức chế.
Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của luận án
Luận án đã khảo sát bằng thực nghiệm một cách hệ thống về khả năng ức
chế chống ăn mòn đối với thép cacbon thấp trong môi trường axit của các cao
chiết chè, thuốc lá, một số sản phẩm tách từ chè Thái Nguyên. Số liệu thực
nghiệm đã chứng minh có thể hạn chế ăn mòn thép cacbon thấp trong môi
trường axit bằng cao chiết chè, thuốc lá cũng như một số sản phẩm tách được từ
chè. Kết quả chỉ rõ các thông số thực nghiệm về điều kiện bảo vệ ức chế ăn mòn
như nồng độ, thời gian, nhiệt độ cũng như phương pháp tiến hành thực nghiệm
và tính toán kết quả. Luận án cũng tính toán được các thông số nhiệt động học
quá trình hấp phụ, quá trình ăn mòn và ức chế ăn mòn. Có thể thấy đây là các số
liệu mới có giá trị, đóng góp cả về mặt thực tiễn và lý thuyết cho chuyên ngành
nghiên cứu hấp phụ, xử lý bề mặt và bảo vệ kim loại.


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

4

Hơn nữa, kết quả luận án còn góp phần định hình một hướng nghiên cứu
mới, phù hợp với xu thế chung trên thế giới cũng như các điều kiện của Việt
Nam: Tìm kiếm, thử nghiệm các chất ức chế xanh thân thiện môi trường. Luận
án còn đóng góp vào việc khẳng định khả năng tự điều chế các chất ức chế ăn
mòn, đáp ứng được yêu cầu nghiên cứu và hướng tới việc ứng dụng trong nước.
Cấu trúc luận án

Phần mở đầu: giới thiệu lý do chọn đề tài, mục đích, ý nghĩa khoa học của luận án.
Chương 1: Tổng quan
1) Tổng quan về ăn mòn kim loại, các phương pháp bảo vệ chống ăn mòn
kim loại.
2) Chi tiết về ức chế ăn mòn kim loại và ức chế xanh.
Chương 2: Thực nghiệm và phương pháp nghiên cứu
1) Hóa chất, dụng cụ, thiết bị.
2) Điều chế và khảo sát thành phần hóa học các chất ức chế ăn mòn kim
loại.
3) Phương pháp nghiên cứu ăn mòn kim loại.
Chương 3: Kết quả và thảo luận.
1) Khảo sát khả năng ức chế ăn mòn thép cacbon bằng các sản phẩm
chiết từ các mẫu thực vật.
2) Ức chế ăn mòn thép CT38 trong môi trường axit bằng các cặn phân
đoạn tách từ cao chiết chè trong nước.
3) Đề xuất ban đầu cơ chế ức chế ăn mòn thép CT38 trong môi trường
axit của các chất ức chế nghiên cứu.
Phần kết luận trình bày các kết quả chính của luận án.


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

5

CHƯƠNG 1: TỔNG QUAN
1. 1. TỔNG QUAN VỀ ĂN MÒN KIM LOẠI
1.1.1 Định nghĩa ăn mòn kim loại
Có nhiều cách định nghĩa ăn mòn kim loại [1-5,21-23]:
Sự ăn mòn kim loại là quá trình làm giảm chất lượng và tính chất của kim
loại do sự tương tác của chúng với môi trường xâm thực gây ra.

Hoặc, Ăn mòn kim loại là một phản ứng không thuận nghịch xảy ra trên bề
mặt giới hạn giữa vật liệu kim loại và môi trường xâm thực được gắn liền với sự
mất mát hoặc tạo ra trên bề mặt kim loại một thành phần nào đó do môi trường
cung cấp.
Nếu xem hiện tượng ăn mòn kim loại xảy ra theo cơ chế điện hoá thì sự ăn
mòn kim loại có thể định nghĩa như sau: Ăn mòn kim loại là một quá trình xảy ra
phản ứng ôxy hoá khử trên mặt giới hạn tiếp xúc giữa kim loại và môi trường
chất điện li, nó gắn liền với sự chuyển kim loại thành ion kim loại đồng thời kèm
theo sự khử một thành phần của môi trường và sinh ra một dòng điện.
1.1.2 Phân loại ăn mòn
Có nhiều cách phân loại ăn mòn kim loại[1-5,21-23]:
a) Phân loại theo bản chất quá trình.
Theo bản chất quá trình, ăn mòn thường chia hai loại:
Ăn 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 (O2; Cl2…) và hơi nước ở nhiệt độ cao.
2 Fe +

3Cl2

(x+2y)Fe + (x+3y)/2 O2
3Fe +

4H2O(h)

To
To
To

2FeCl3
xFeO.yFe2O3

Fe3O4 + 4H2↑

Bản chất của ăn mòn hoá học là quá trình ôxy hoá khử, trong đó các
electron của kim loại được chuyển trực tiếp đến các chất ôxy hóa trong môi
trường.


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

6

Ăn mòn điện hoá: Ăn mòn điện hoá là quá trình phá huỷ kim loại tự diễn
biến khi kim loại tiếp xúc với dung dịch điện li làm phát sinh dòng điện giữa
vùng anot và vùng catot.
Bản chất của ăn mòn điện hoá là một quá trình ôxy 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 kèm theo phản ứng giải phóng H2 hoặc tiêu thụ O2 ở vùng catot, đồng
thời sinh ra dòng điện tạo thành một pin điện khép kín (Hình 1.1).

Hình 1.1: Sơ đồ ăn mòn điện hoá của kim loại đặt trong dung dịch chất điện li
[3]
Để xảy ra ăn mòn điện hóa, ba yếu tố cần thiết là: Dung dịch điện ly, anot
và catot.
* Anot : Anot là khu vực mà tại đó kim loại bị ăn mòn hay kim loại bị hòa tan
(quá trình ôxy hoá):
M → Mn+ + ne
Tại anot, kim loại chuyển thành ion tách khỏi bề mặt kim loại đi vào dung
dịch và để lại electron trên bề mặt kim loại. Do đó, bề mặt kim loại dư điện tích
âm hơn. Các electron ở vùng anot được chuyển dần đến vùng catot.
*Catot: Catot là nơi xảy ra sự tiêu thụ electron (qúa trình khử) bởi các tác nhân

ôxy hóa:
Ox + ne

sản phẩm


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

7

Nếu quá trình catot hay trong dung dịch điện ly xuất hiện các ion có khả
năng tạo kết tủa với cation kim loại bị hòa tan thì sẽ xảy ra kết tủa sản phẩm ăn
mòn trên bề mặt kim loại.
Ví dụ:

Fe3+ + PO43- → FePO4

b) Phân loại theo đặc trưng phá hủy bề mặt:
Ăn mòn đều
Ví dụ: sự ăn mòn thép cacbon trong khí quyển, sự ăn mòn kẽm trong môi
trường axit là các quá trình ăn mòn đều.
Trong ăn mòn đều, tác nhân ăn mòn tấn công với tốc độ như nhau trên toàn
bề mặt kim loại, độ dày kim loại giảm thống nhất. Điều kiện cần đạt được ăn
mòn đều là:
- Kim loại và dung dịch trong cùng một môi trường.
- Phản ứng giữa kim loại và tác nhân ăn mòn tạo sản phẩm tan vào dung dịch.
Sự ăn mòn đều có thể bị thay đổi khi bề mặt kim loại chuyển từ thụ động
sang hoạt động do một ảnh hưởng cơ học, thay đổi tốc độ dòng chảy hay một
thay đổi hóa học trong môi trường.
Ăn mòn cục bộ

Ăn mòn cục bộ bao gồm các dạng ăn mòn không đều như ăn mòn điểm, ăn
mòn lỗ, ăn mòn vết, ăn mòn hố, ăn mòn ven tinh thể, ăn mòn dưới lớp phủ,….
Các dạng ăn mòn này xảy ra khi màng thụ động hay lớp bảo vệ bị phá hủy ở một
vài khu vực dẫn tới sự tạo thành các vùng anot nhỏ. Cường độ ăn mòn có thể
quan sát được tại các khu vực này vì phần còn lại của bề mặt bị ăn mòn ở tốc độ
thấp hơn nhiều. Tuy nhiên, do màng ôxit bị phá hủy, vùng anot nhỏ hơn so với
vùng catot khá lớn làm tăng tỷ lệ diện tích catot/anot, tỷ lệ này xác định mức độ
ăn mòn cục bộ và ăn mòn pitting. Ăn mòn cục bộ cũng xảy ra khi vật liệu được
bảo vệ bằng lớp phủ mà lớp phủ có một vài khiếm khuyết, các khiếm khuyết sẽ
là nơi xảy ra ăn mòn cục bộ. Ăn mòn cục bộ cũng xảy ra dưới lớp kết tủa giữa
hai pha kế tiếp nhau. Khu vực nhỏ này có môi trường rất khác so với toàn khối
vật liệu gây ra ăn mòn khe


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

8

Một số yếu tố quan trọng gây ăn mòn cục bộ:
- Sục khí khác nhau: dạng sục khí khác nhau làm nồng độ ôxy không đồng
nhất trong pin ăn mòn, tạo ra các khu vực có nồng độ ôxy cao hơn hay thấp hơn.
Ôxy chuyển vào dung dịch nhờ khuếch tán và đối lưu. Vùng giàu ôxy hơn sẽ
thành catot và vùng ít ôxy hơn chuyển thành anot và gây ra ăn mòn.
- Giá trị pH trên các vùng khác nhau.
- Tăng tỉ lệ diện tích khu vực catôt/anôt
- Tính chất và ảnh hưởng của sản phẩm ăn mòn, tạp chất ô nhiễm trong
dung dịch.
- Thế áp dụng.
- Nhiệt độ.
- Thành phần khối dung dịch.

- Thành phần và vi cấu trúc của hợp kim.
- Thành phần, cấu trúc màng ôxit.
- Dạng hình học của vật liệu.
1.1.3. Khái quát về thép
Thép là hợp kim của sắt (Fe) với cacbon (C) từ 0,02 đến 2,06% theo trọng
lượng và một số nguyên tố hoá học khác (Mn, Cr, Ni…) [3,6,7].
Số lượng khác nhau của các nguyên tố và tỷ lệ của chúng trong thép nhằm
mục đích kiểm soát các mục tiêu chất lượng như: độ cứng, độ đàn hồi, tính dễ
uốn và sức bền kéo đứt. Hàm lượng các nguyên tố khác nhau tạo ra loại thép
khác nhau.
a) Sự ăn mòn thép cabon
Thép cacbon là thép có hai thành phần chính là sắt và cacbon, hàm lượng
các nguyên tố khác có mặt không đáng kể. Thép cacbon được chia thành thép
mềm (thép cacbon thấp, %mC ≤0,29%), thép cacbon trung bình (%mC ≤0,59%),
thép cacbon cao (%mC ≤0,99%), thép cacbon đặc biệt (%mC = 1÷ 2%). Đây là
loại vật liệu được dùng phổ biến trong xây dựng.


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

9

Trong không khí ẩm, ở nhiệt độ thường (trên bề mặt thép có màng nước)
quá trình ăn mòn xảy ra theo cơ chế điện hoá:
Phản ứng anot:
Fe + HOH

→

FeOH+ + H+ +2e

FeOH+ + HOH

→

FeOOH + 2H+ +2e

Phản ứng này khống chế sự ăn mòn thép trong khí quyển.
Phản ứng catot:
FeOOH + e
Tiếp theo:

→

Fe3O4 + H2O + OH-

Fe3O4 + 1 O2 + 3 H2O
4

2

→

3FeOOH

Trong không khí, FeOH+ và OH- tác dụng với ôxy và nước tạo thành
hydrôxit, ôxit sắt (II) và ôxit sắt (III) và chúng tạo thành lớp rỉ sắt. Theo thời
gian rỉ sắt phát triển thành các lớp xốp và làm giảm tốc độ ăn mòn thép. Nếu
trong không khí có tạp chất, ví dụ: Cl- ở vùng ven biển, sự hấp thụ Cl- của các
lớp rỉ làm thay đổi hình thái lớp rỉ, đôi khi làm tăng tốc độ ăn mòn thép.

Trong môi trường axit, tốc độ ăn mòn thép phụ thuộc vào phản ứng catôt
và thép bị ăn mòn đáng kể nếu không được bảo vệ
b) Sự ăn mòn thép hợp kim thấp
Thép hợp kim thấp gồm sắt và một lượng nhỏ khoảng dưới 2% các
nguyên tố hợp kim Cu, Ni, Cr, P: có độ bền chống ăn mòn cao đối với môi
trường ăn mòn khí quyển.
Trên bề mặt của thép hợp kim thấp tạo ra lớp ôxit Fe3O4 có cấu trúc sít
chặt ngăn cản sự tác động của môi trường làm giảm quá trình rỉ hoá tiếp theo.
Lớp bảo vệ này bền trong môi trường khí quyển hay khi thay đổi thời tiết. Thép
này được gọi là “thép thời tiết” và được dùng rộng rãi trong công nghiệp.
Khi có mặt ion Cl- trong các vùng khí hậu biển và ven biển hoặc khi
nhúng vào nước, lớp ôxit này không bền vững. Trong điều kiện khí hậu biển
thường sử dụng thép hợp kim hoá chứa các nguyên tố Ni, Cr, hoặc Mo.


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

10

Thép hợp kim thấp nhạy cảm với hiện tượng ăn mòn nứt khi tiếp xúc với
các môi truờng chứa các ion NO3-, OH-, và NH3 lỏng.
1.2. CÁC PHƯƠNG PHÁP BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI
Nghiên cứu các biện pháp chống ăn mòn kim loại nhằm mục đích nâng cao
tuổi thọ các cấu kiện, các công trình và thiết bị có ý nghĩa khoa học và đặc biệt
đem lại hiệu quả kinh tế đáng kể. Các biện pháp đã và đang áp dụng hiện nay [15,21] gồm:
1.2.1. Thiết kế hợp lý
Để hạn chế ăn mòn, trong quá trình thiết kế và lắp ráp cần tuân thủ các quy
tắc sau:
- Tránh tạo nên các vùng có tính chất khác nhau, kể cả các vùng có tính
chất khác nhau cục bộ về nhiệt độ, áp xuất, tiếp xúc với các dung dịch có nồng

độ khác nhau. Tránh tạo nên các khe, các rãnh đọng nước.
- Có những phần thiết kế bắt buộc phải dùng các vật liệu dễ bị ăn mòn trong
điều kiện vận hành, khi thiết kế phải lưu ý biện pháp thay thế hoặc sửa chữa
- Nhà chế tạo phải tuân thủ nghiêm ngặt, không được tùy tiện thay đổi
phương án thiết kế nếu chưa có đầy đủ yếu tố về phương diện ăn mòn.
1.2.2 Lựa chọn vật liệu thích hợp
Hiện nay có rất nhiều loại vật liệu với các tính chất khác nhau trong các
môi trường làm việc khác nhau. Tùy theo môi trường làm việc sẽ có sự lụa chọn
loại vật liệu tối ưu nhất. Có thể kể ra các vật liệu chính hiện nay là: Thép cacbon;
Thép hợp kim thấp; Thép không gỉ; đồng và các hợp kim đồng; titan và hợp kim
titan; niken và hợp kim niken; ...
1.2.3. Xử lý môi trường
Có hai hướng xử lý môi trường thông dụng;
- Loại trừ cấu tử gây ăn mòn có trong môi trường như H+, O2, hơi nước,
NOx,… bằng các phương pháp vật lý hoặc hóa học.


www.DaiHocThuDauMot.edu.vn

11

- Sử dụng chất ức chế ăn mòn: đưa thêm một chất từ bên ngoài vào hệ mà
có tác dụng làm giảm quá trình ăn mòn.
1.2.4. Tạo lớp phủ bảo vệ
Biện pháp này nhằm ngăn cách kim loại tiếp xúc với môi trường ăn mòn
bằng các lớp phủ. Các lớp phủ thường dùng là lớp phủ kim loại, ví dụ kẽm trên
nền thép; lớp phủ vô cơ: lớp muối photphat các kim loại Mn, Fe, Zn,… lên trên
nền thép; lớp phủ phi kim loại như sơn, vecni, tráng men, polyme,…
1.2.5. Phương pháp điện hóa
Nguyên tắc: dịch chuyển thế về phía âm nằm trong miền thế loại trừ ăn mòn

bằng phân cực bởi dòng ngoài hoặc tự phân cực của sự khép kín pin ăn mòn (anot
hy sinh), hoặc có thể tạo lớp thụ động trên mặt kim loại bằng sự phân cực anot.
1.3. SỬ DỤNG CÁC CHẤT ỨC CHẾ BẢO VỆ CHỐNG ĂN MÒN KIM LOẠI
1.3.1. Giới thiệu về chất ức chế chống ăn mòn kim loại
Chất ức chế chống ăn mòn là các chất khi thêm một lượng nhỏ vào môi
trường làm việc của kim loại, nó sẽ có tác dụng làm giảm đáng kể tốc độ ăn mòn
kim loại [21,22].
Từ rất sớm, việc bảo vệ sắt bằng bitum và hắc ín đã được thực hiện bởi
người Roman cổ đại. Việc sử dụng chất ức chế ăn mòn để bảo vệ kim loại có thể
đã được bắt đầu vào nửa cuối thế kỷ 19. Marangonivaf Stefanelli đã dùng chất
chiết xuất từ keo, galatin, cám gạo để ức chế ăn mòn sắt trong axit, đây là kết
quả của hàng thập kỷ nghiên cứu. Thành quả đầu tiên này đưa Baldwin đến xem
xét việc dùng mật mía và dầu thực vật cho tẩy các tấm thép trong axit [22].
Nói chung, bất kỳ quá trình làm chậm ăn mòn nào cũng có thể xem xét là
ức chế ăn mòn. Chất ức chế ăn mòn thêm vào hệ có thể ở dạng lỏng hoặc dạng
hơi hoặc cả hai.
Chất ức chế ăn mòn được sử dụng rộng rãi để bảo vệ bên trong đường ống,
bình chứa thép cacbon, cũng như cho các vật liệu khác như thép hợp kim, lớp
phủ... Các ngành công nghiệp sử dụng ức chế chống ăn mòn kim loại nhiều là:
công nghiệp khai thác khí và dầu, tinh chế dầu, sản xuất hoá chất, công nghiệp