绿色可持续植物叶片提取物对海水中低碳钢腐蚀抑制潜力的初步研究——基于加纳本土植物的创新探索

为解决海洋环境中低碳钢腐蚀带来的经济与环境挑战，研究人员以加纳本土植物Picralima nitida、Alstonia boonei和Morinda lucida叶片提取物为研究对象，通过冷浸渍法和傅里叶变换红外光谱（FTIR）分析其活性成分，结合失重法评估抑制效率。结果表明，Alstonia boonei和Picralima nitida在100,000 ppm浓度下实现100%抑制率，而Morinda lucida呈现低浓度高效、高浓度失效的独特行为。该研究为开发环保型腐蚀抑制剂提供了区域性植物资源利用的新思路，对推动绿色化学在海洋工程中的应用具有重要意义。

　　

在海洋工程和工业领域，低碳钢（mild steel）因其优异的机械性能和成本优势被广泛应用，但其在海水环境中的腐蚀问题始终是悬而未决的挑战。据统计，全球每年因腐蚀造成的经济损失高达2.5万亿美元，其中海洋环境中的腐蚀尤为严重——高盐度、溶解氧、微生物活动等因素共同加速了材料降解。传统合成抑制剂虽有效，但存在毒性大、环境残留等问题，与当前绿色化学的发展趋势背道而驰。这一矛盾在加纳等发展中国家更为突出，当地亟需低成本、可持续的解决方案。

针对这一需求，来自加纳的研究团队在《Next Research》发表了一项创新研究，首次系统评估了三种加纳本土植物——Picralima nitida、Alstonia boonei和Morinda lucida的叶片提取物对模拟海水中低碳钢的腐蚀抑制潜力。通过冷浸渍法（cold maceration）提取活性成分，结合傅里叶变换红外光谱（FTIR）鉴定出羟基、羰基和胺基等关键功能基团；失重法则揭示了三种提取物截然不同的浓度-效率关系：Alstonia boonei和Picralima nitida分别遵循线性和对数增长趋势，在100,000 ppm时达到完全抑制；而Morinda lucida则表现出"低浓度有效、高浓度失效"的反常现象，暗示其可能存在分子聚集导致的活性位点屏蔽效应。

关键技术方法
研究采用冷浸渍法（甲醇/乙醇为溶剂）保护热敏感活性成分，通过FTIR分析功能基团分布，以失重法量化不同浓度（10,000-100,000 ppm）提取物在模拟海水中的抑制效率，实验周期设定为68.75小时。

植物材料特性
FTIR光谱证实三种植物均含羟基（-OH）、羰基（C=O）和胺基（-NH₂）等吸附活性基团，与文献报道的Alstonia boonei含生物碱、Morinda lucida富集黄酮类化合物的特征一致。

浓度依赖行为
Alstonia boonei展现线性抑制趋势，说明其单分子层吸附占主导；Picralima nitida的对数增长曲线则暗示多分子层吸附机制；而Morinda lucida的"钟形"效率曲线可能源于高浓度下胶束形成导致的活性位点遮蔽。

局限性
当前研究受限于短周期（<70小时）实验，未来需延长至245小时以评估长期稳定性；此外，实际海水中的生物膜干扰、动态流速影响等因素尚未纳入考量。

结论与意义
该研究首次证实加纳本土植物提取物在海水环境中对低碳钢具有差异化保护效果，其中Alstonia boonei和Picralima nitida的卓越性能（100%抑制率）为开发区域性绿色抑制剂提供了直接依据。Morinda lucida的特殊行为则揭示了植物源抑制剂浓度优化的必要性。从更广维度看，这项工作不仅为非洲植物资源的高值化利用开辟了新路径，更通过"以本地物种解决本地问题"的创新模式，为发展中国家应对材料腐蚀挑战提供了可持续方案。研究者Khayrullah Issah Dobo等特别强调，下一步将结合电化学阻抗谱（EIS）和扫描电子显微镜（SEM）深入解析界面吸附机制，推动这类天然抑制剂从实验室走向实际应用。