摘要：一种新型环保型壳聚糖衍生物被开发为C3003铝合金在3.5 wt.% NaCl溶液中的绿色缓蚀剂。本研究通过壳聚糖与4-吡啶甲醛的席夫碱反应制备CP（壳聚糖-吡啶衍生物），随后将TiO₂分散于CP中构建CPT纳米复合材料。通过电化学测试与表面分析技术，系统研究
一种新型环保型壳聚糖衍生物被开发为C3003铝合金在3.5 wt.% NaCl溶液中的绿色缓蚀剂。本研究通过壳聚糖与4-吡啶甲醛的席夫碱反应制备CP（壳聚糖-吡啶衍生物），随后将TiO₂分散于CP中构建CPT纳米复合材料。通过电化学测试与表面分析技术，系统研究了不同浓度CPT对铝合金的缓蚀性能。实验表明：
在200 ppm浓度下，经72小时浸泡后，CPT纳米复合材料的最大缓蚀效率达到94.5%接触角提升至120°，证实疏水保护层的形成有机/无机杂化策略为开发低浓度、高效率壳聚糖缓蚀剂提供了新思路。该研究通过化学修饰与纳米复合技术，成功克服传统缓蚀剂浓度依赖性强的缺陷。疏水层的形成机制与文献报道的壳聚糖基材料表面改性规律高度吻合，而纳米TiO₂的引入显著增强了复合材料的界面稳定性。
Chitosan derivative corroSion inhibitor for aluminum alloy in sodium chloride solution: A green organic/inorganic hybrid。Xin Lai , JianFeng Hu , Tao Ruan , Jianhui Zhou , Jinqing Qu。Carbohydrate Polymers 265 (2021) 118074
a School of Chemistry and Chemical Engineering, South China University of Technology, Guangzhou, 510640, PR China
b Global Energy Interconnection Research Institute Co. Ltd., Beijing, 102209, PR China
2.3 壳聚糖衍生物（CP）的合成
通过4-吡啶甲醛（4-PA）与壳聚糖（CS）的席夫碱反应制备CP。具体步骤如下：
将0.5 g壳聚糖粉末溶解于30 mL 1%乙酸溶液中；
加入0.25 g 4-吡啶甲醛的乙醇溶液，持续搅拌分散；
混合液于60℃水浴中搅拌回流6小时；
冷却至室温后离心，依次用乙醇和去离子水洗涤三次；
产物在60℃烘箱中干燥24小时，即得CP。
2.4 壳聚糖衍生物/二氧化钛纳米复合材料（CPT）的制备
将0.3 g TiO₂纳米颗粒加入100 mL去离子水中，超声处理1小时；
取0.3 g CP与TiO₂纳米颗粒于三颈圆底烧瓶中混合；
室温下持续搅拌3小时；
混合液用乙醇和去离子水多次冲洗；
最终产物在60℃烘箱中干燥24小时，制得CPT纳米复合材料。
2.6 电化学测试
以C3003铝合金为金属试样进行电化学性能研究，其成分为：Si（0.6 wt.%）、Fe（0.7 wt.%）、Cu（0.05~0.2 wt.%）、Mn（1~1.5 wt.%）及Zn（0.1 wt.%）。将试样切割为1.0 cm × 1.0 cm × 0.5 cm，暴露面积为1.0 cm²。依次用600~3000目碳化硅砂纸打磨后，按ASTM G1-72标准（美国材料试验协会，2011）进行清洗：先后使用石油醚、乙醇及蒸馏水超声处理，室温自然干燥。测试介质为3.5 wt.% NaCl溶液，腐蚀池容积500 mL。缓蚀剂浓度标记为CS-X、CP-X及CPT-X，其中X=1、2、3、4、5分别对应10 ppm、50 ppm、100 ppm、150 ppm及200 ppm浓度梯度。
采用三电极体系（CHI660E电化学工作站，中国）进行测试：工作电极为C3003试样，参比电极为饱和甘汞电极（SCE），辅助电极为铂片。测试流程如下：
开路电位（OCP）稳定化：工作电极在腐蚀液中浸泡≥1 h，确保OCP稳定；
电化学阻抗谱（EIS）测试：频率范围100 kHz~0.01 Hz，扰动幅值5 mV（相对于腐蚀电位）；
等效电路拟合：通过ZSimpWin软件将EIS数据拟合至适配电路模型，计算极化电阻（Rp）值。
注：Rp值可用于量化缓蚀剂对金属表面电荷转移的抑制效果，其与缓蚀效率（η）呈正相关关系。
来源：迪新材料科普南乔