盐酸介质中菜籽粕回流与超声提取物对冷轧钢的缓蚀性能：实验与理论机制研究

　　为解决工业酸洗过程中冷轧钢(CRS)在1.0 M HCl中的腐蚀问题，研究人员系统比较了菜籽粕回流提取物(RMRE)和超声提取物(RMUE)的缓蚀性能。通过失重法、电化学测试和表面表征发现，100 mg L?1 RMRE的缓蚀效率(ηw )达93.22%，优于RMUE(90.64%)。理论计算揭示其活性成分(黄烷酮、咖啡酸等)通过吸附形成低孔隙屏障，为绿色缓蚀剂开发提供了新思路。

　　

在工业酸洗领域，冷轧钢(CRS)因接触强酸性介质导致的腐蚀一直是困扰行业的难题。传统缓蚀剂虽有效但存在环境毒性，而植物源缓蚀剂因其绿色特性备受关注。菜籽粕(RM)作为全球年产量达3900万吨的农业副产品，富含黄酮类、酚酸等活性成分，却长期被视作废弃物。如何将这类生物质资源转化为高效缓蚀剂，成为破解环保与防腐双重挑战的关键。

云南某研究团队在《Journal of Molecular Structure》发表的研究中，创新性地对比了回流提取(RMRE)与超声提取(RMUE)两种工艺对菜籽粕缓蚀性能的影响。通过多尺度实验与理论计算相结合，发现100 mg L^?1
RMRE在1.0 M HCl中对CRS的缓蚀效率高达93.22%，且表面吸附膜能同步抑制阳极溶解与阴极析氢反应。该研究不仅证实农业废弃物在金属防护中的巨大潜力，更为绿色缓蚀剂的分子设计提供了理论依据。

研究采用代谢组学分析活性成分，结合失重法、电化学阻抗谱(EIS)和动电位极化(PDP)评估缓蚀效率，通过原子力显微镜(AFM)和X射线光电子能谱(XPS)表征表面形貌。样本来源于市售菜籽粕经40%乙醇提取制备。

主要结果

1. 活性成分差异：代谢组学显示RMRE/RMUE均含黄烷酮、咖啡酸等关键成分，但回流提取更利于保留吲哚-3-丁酸等杂环化合物。
2. 缓蚀效率对比：6小时浸泡后，RMRE的η_w
   (93.22%)显著高于RMUE(90.64%)，归因于更致密的吸附膜结构。
3. 电化学机制：PDP证实两种提取物均属混合型缓蚀剂，RMRE使腐蚀电流密度(i_corr
   )降低约90%。
4. 表面保护效应：AFM显示处理后的CRS表面粗糙度降低85%，XPS检测到Fe-O-C键证实化学吸附。

结论与意义
该研究首次系统阐明菜籽粕提取物在HCl介质中的缓蚀机制：活性分子通过π电子和孤对电子与Fe空轨道配位，形成低孔隙物理化学吸附层。特别是回流提取工艺因更完整的成分保留，展现出更优的工业应用前景。这项成果不仅为农业废弃物高值化利用开辟新途径，其提出的"提取工艺-活性成分-缓蚀效能"关联模型，对指导新一代绿色缓蚀剂开发具有重要参考价值。论文中关于杂环化合物与金属表面特异性吸附的理论计算，更为分子水平设计缓蚀剂提供了创新思路。