柑橘皮提取物作为绿色铜腐蚀抑制剂在硝酸环境中的电化学行为与分子机制研究

本文推荐一项结合实验与模拟的创新研究，探讨伊朗柑橘皮提取物（TPE）在1 M HNO3中对铜的腐蚀抑制机制。通过电化学测试（如EIS和极化曲线）、表面表征（FESEM、XRD）及理论计算（DFT、MD），证明TPE在800 ppm浓度下抑制效率达91.4%，其吸附符合Langmuir等温模型（ΔG°ads = ?17 kJ/mol），主要通过物理吸附形成保护膜，为酸性工业环境提供了一种无毒、高效的绿色抑制剂解决方案。

　　

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Initial materials

以铜板为基底。在测试前，样品依次用不同目数（200至2000目）的碳化硅砂纸抛光，丙酮清洗后干燥。需特别指出，硝酸（HNO₃）在钝化、酸洗和化工处理中广泛应用，因此铜在该体系中的腐蚀行为具有重要工业意义。

提取物制备方法：将40克干燥柑橘皮加入200毫升乙醇水溶液（体积比70:30），在298 K下磁力搅拌24小时，后续通过过滤与浓缩获得活性提取物。

FTIR pattern of the TPE

柑橘皮提取物（TPE）的红外光谱（FTIR）显示出与其抑制性能密切相关的特征官能团。3200–3500 cm^?1处的宽峰归因于O–H伸缩振动，表明酚类或多糖存在；2925 cm^?1和2854 cm^?1处的尖峰为脂肪烃中C–H的不对称与对称伸缩振动；1730 cm^?1附近的显著吸收峰则对应羰基（C=O）伸缩，常见于黄酮类或有机酸成分中，这些基团通过与金属表面相互作用发挥抑制效果。

Conclusions

本研究明确证实：柑橘皮提取物（TPE）在1 M HNO₃中作为混合型腐蚀抑制剂对铜具有显著保护作用，在800 ppm浓度下实现91.4%的抑制效率。电化学阻抗谱（EIS）显示电荷转移电阻（R_p）从512 Ω·cm²显著提升至4241 Ω·cm²，双电层电容降低，证实吸附层有效阻碍电荷转移并替代水分子，抑制腐蚀进程。