钢材因其优异的强度、可塑性和可回收再利用等特性被广泛应用在建筑、机械、化工和航空航天等领域^[1]。因冷轧钢具有较强的化学活性，在使用过程中易与周围环境发生化学或电化学反应，导致钢表面发生锈蚀和氧化^[2]。工业上通常采用酸洗工艺清除钢表面的氧化物、锈蚀物和杂质等^[3]。无机酸是常用的工业酸洗剂，因此，通常将钢材浸泡在无机酸环境中以达到除锈去垢的目的，但同时因无机酸有较强的腐蚀性，会通过钢/酸介质的界面反应使钢表面发生溶解，释放出Fe²⁺，导致钢基体被腐蚀。添加缓蚀剂是缓解该腐蚀现象最经济有效的技术^[4]。缓蚀剂是一种纯化学物质或混合物，以较小的用量存在于腐蚀环境中，防止或降低金属的溶解，具有经济、高效、稳定和良好的相容性等优势^[5]。目前，常用的缓蚀剂主要有无机缓蚀剂和有机缓蚀剂^[6]。其中，有机缓蚀剂因其合成路线复杂，成本昂贵，有毒有害等缺点，使其利用受到限制^[7]。而无机缓蚀剂不仅存在成本高、还具有挥发性，会导致有毒有害物质的释放，对生态环境和人类生命健康造成威胁^[8]。随着双碳战略目标的提出和可持续生态发展理念的深入人心，开发出可持续的环境友好型缓蚀剂是该防腐蚀领域的愿景。

近年来，众多的环境友好型缓蚀剂被大量报道，主要包括过期口服药^[9]、实用香料^[10]、离子液体^[11]和天然植物提取物^[12]等。其中，植物提取物因来源广、价廉、无毒无害、可生物降解等优点而被广泛关注^[13]。据文献调查显示，一些植物提取物对钢在盐酸中具有优越的腐蚀抑制效果，如马鞭草叶片^[14]、杏仁废料^[15]、紫竹花^[16]、大黄叶^[17]等。研究表明，这些植物提取物中含有大量的N、O、S原子、羟基和羧基等极性官能团，这些官能团可以释放电子且可以从Fe的空d轨道接收电子，直接或间接地吸附在金属表面，阻碍金属表面与腐蚀性介质的接触而降低金属的腐蚀损害^[18]。

本课题组近年来致力于农林废弃物的高值化利用研究，目前报道过核桃青皮提取物(WGHI)对钢在盐酸中具有优越的腐蚀抑制效果^[19]，橙子皮提取物(OPE)^[20]和向日葵杆提取物(STE)^[21]对Al在盐酸中均具有良好的缓蚀作用。近几年，我国花生年产量高于1700万吨，位居世界花生产量第一。花生壳是花生去仁后的果壳，花生壳每年的产量达500万吨，其中除极小部分被用作生产动物饲料外^[22]，几乎全部作丢弃或焚烧处理，完全忽略了其潜在的应用价值，造成了资源浪费和环境污染等不良社会影响。有文献^[23]表明花生壳中含有粗纤维(65.7%~79.3%)、粗蛋白、粗脂肪、矿物质(钙、磷、镁等)。此外，花生壳含有一些有效成分，如黄酮类化合物、白藜芦醇、β-谷固醇、胡萝卜素、皂草苷、木糖等^[22]。目前国内外已采用生物技术和化学技术对花生壳综合开发利用进行了多领域研究，如功能成分的提取^[24]、农用饲料^[25]、栽培基质^[26]、胶黏剂^[27]和吸附剂^[28]等。这些化合物成分中含有丰富的N、O原子的极性官能团，使花生壳提取物具有成为优质缓蚀剂的潜力。基于绿色和可持续发展的理念，对废弃物花生壳的回收利用，体现了农业生产系统中废弃物的高效转化，是循环经济和低碳经济的体现，符合可持续发展理念。至今关于花生壳提取物作为金属材料在酸介质中的缓蚀研究鲜见报道。

本工作利用失重法、电化学法和表面测试技术研究了花生壳提取物(PSE)在1.0 mol/L HCl介质中对钢的缓蚀作用及机理，并探讨了缓蚀体系的电导率、表面张力与PSE缓蚀性能的关系，为废弃物花生壳作为酸洗行业中金属的缓蚀剂提供理论依据。

实验材料为厚度0.7 mm的冷轧钢(CRS)片，其主要化学成分(质量分数，%)为：C 0.07，Mn 0.30，P 0.022，S 0.01，Si 0.01，Al 0.03，余量Fe。实验试剂主要包括无水乙醇、丙酮和盐酸，均为分析纯。图1为PSE的制备流程图，从采收的成熟花生剥离出花生壳，清水冲洗，晾干水分后放入恒温干燥箱中(55 ℃)烘72 h后，用粉碎机粉碎后放入密封袋备用。采用乙醇回流提取法制备花生壳缓蚀剂。取花生壳粉末(10 g)放入圆底烧瓶(250 mL)中，添加40%的乙醇水溶液(体积分数)，在常温下，静置2 h后移至回流装置中，在70 ℃的恒温水浴锅中回流3 h。然后，对其进行真空抽滤，将滤液移至旋转蒸发仪中进行旋转蒸发，至无液体滴下，得到浓缩液后置于烘箱中(55 ℃，3 d)烘干，最后得到提取物PSE (提取率约为6.1%)，储存于密封瓶中。PSE性状为棕色粉末状，具有清香味，易溶于水。

将钢片裁剪成尺寸为2.0 cm × 2.0 cm的钢片试样，经过60#、120#、320#、600#、1200#、2000#系列砂纸打磨至表面光滑平整并用丙酮脱脂后，存放在干燥的玻璃管中备用。利用电子天平(精度± 0.1 mg) 对钢片进行精确称重，记录为初始质量。随后将钢片浸泡在50 mL含有不同浓度PSE的1.0 mol/L HCl环境中，在不同温度下浸泡6 h后取出，用清水冲洗表面的腐蚀产物，经冷风干燥后，再次进行称量，记为浸泡后质量，可计算出钢片浸泡前后的失重W。根据 式(1)和(2)可计算出钢片的腐蚀速率v (g·m^-2·h^-1)和缓蚀率η_w(%)^[29]。

式中，s代表钢片与介质的接触面积(m²)，t为钢片试样与介质反应的时间(h)。v₀和v分别代表钢片试样在不含和含PSE时的腐蚀速率。动电位极化曲线(PDP)和电化学阻抗谱(EIS)均在PARSTAT2273电化学工作站上进行，构建传统的三电极电解池体系：参比电极和对电极分别为饱和甘汞电极(SCE)和反应面积为s = 1 cm × 1 cm的Pt电极，工作电极为裸露面积s = 1 cm²的冷轧钢片。工作电极利用钢片试样(1.0 cm²)制作，背面用铜线焊接，然后采用环氧树脂进行密封，裸露出的钢电极表面经采用系列砂纸抛光处理至表面光滑平整，再用去离子水清洗干燥，再在250 mL的待测溶液中浸泡30 min后开始PDP的测试和EIS测试。PDP的测试电位区间为相对于开路电位±0.25 V，以扫描速率为0.5 mV/s进行先阴极后阳极连续扫描；EIS的测试频率区间为10⁵~10^-2 Hz。

对配置好的系列缓蚀溶液(H₂O + PSE、HCl + PSE、HCl + PSE+CRS)分别在型号为JYW-200A表面张力仪和FE38电导率仪上进行表面张力和电导率的测试。

通过10XB-PC金相显微镜(MM)，TESCAN MIRALMS扫描电子显微镜(SEM)和OCA20光学接触仪在缓蚀体系中对刚打磨好的CRS表面进行反应前后的微观形貌测试和表面湿润性测试。

缓蚀剂PSE浓度(c)与腐蚀速率(v)和缓蚀率(η_w)的关系曲线如图2所示。由图2a中，可见腐蚀速率随着PSE浓度的升高而降低。当PSE浓度为0 mg/L时，CRS表面有大量的气泡聚集，说明CRS表面遭受到HCl溶液的剧烈侵蚀；50、40、30和20 ℃下腐蚀速率分别高达44.13、26.53、8.72和5.77 g·m^-2·h^-1。当PSE浓度大于80 mg/L时，腐蚀速率逐渐趋于平缓。这可能是随着PSE浓度的增大，PSE分子在钢表面的吸附达到饱和所致。当PSE浓度达到200 mg/L时，50、40、30和20 ℃下的腐蚀速率分别下降为5.53、1.82、1.13和0.62 g·m^-2·h^-1。这一现象表明PSE对CRS在1.0 mol/L HCl溶液中具有优越的腐蚀抑制效果。从图2b中可看出，各温度下，缓蚀率均随着缓蚀剂PSE浓度的升高而增大，这可能是由于PSE分子在CRS表面的吸附量随浓度的增加而不断增多所引起的。且当PSE浓度超过100 mg/L时，缓蚀率的变化趋势较小，这可能是PSE分子在钢表面的吸附-解析达到平衡所致。在40 ℃时，200 mg/L的PSE缓蚀率高达93.15%。在各温度下，缓蚀率遵循40 ℃ > 20 ℃ > 30 ℃ > 50 ℃。这可能与高温下，钢的腐蚀加剧，PSE分子难以在钢表面吸附有关，而20~40℃下，有利于PSE分子在钢表面的吸附。

为研究缓蚀剂PSE分子在CRS表面的吸附行为，对失重法数据采用利用Langmuir 吸附等温式进行拟合^[30]。

式中，c代表PSE的质量浓度(mg/L)；K代表PSE分子在CRS表面的吸附平衡常数(L/mg)，反映PSE的吸附能力。θ是PSE分子在钢表面的吸附覆盖度，其值与缓蚀率η_w近似。

图3为20~50 ℃时PSE c/θ-c的拟合结果，可见拟合直线均表现出良好的线性关系。各温度下的c/θ-c的拟合参数列于表1。从表1中可看出，线性相关系数r²≈1，说明PSE在钢表面的吸附符合Langmuir吸附模型。斜率在1附近，说明缓蚀剂PSE分子在钢表面的相互作用力可忽略不计，因此PSE分子可有效吸附在CRS表面。K值随温度的升高而降低，这可能与温度升高后加速了PSE分子在CRS表面的解析速度所致^[5]。

通过Van't Hoff方程计算了热力学吸附参数标准吸附焓(ΔH⁰)^[5]：

式中，K是吸附平衡常数，T是热力学温度(K)，R值为8.314 (J/(K·mol))，是气体常数。I为不定积分常数。图4为根据Van't Hoff方程对lnK-1/T拟合的结果。由图4中可看出lnK和1/T之间具有线性关系，根据拟合直线的斜率-ΔH₀/R计算出ΔH⁰。

在环境中PSE分子在CRS表面的吸附过程可看作是PSE分子挤走了CRS表面H₂O分子的过程。标准吸附Gibbs自由能(∆G⁰)根据如下关系式求算^[31]：

式中，c_solvent为体系中溶剂H₂O的浓度，其值约为1.0 × 10⁶ mg/L。标准吸附熵(ΔS⁰)通过下面关系式计算^[32]：

表2列出了各温度下计算得到的吸附热力学参数。从表中可知∆G⁰ < 0，说明PSE分子在CRS表面的吸附是自发的，且|∆G⁰|在20~40 kJ/mol之间，说明PSE分子是通过化学键作用和静电引力作用共同吸附到CRS表面，阻止盐酸溶液与CRS表面反应而减少腐蚀。ΔH⁰为52.40 kJ/mol，说明PSE在CRS表面的吸附过程是一个吸热过程，即当PSE分子在CRS表面发生吸附时，从缓蚀环境中吸收能量。ΔS⁰值大于0，说明PSE分子在钢表面的吸附是熵增的过程，这可能是由于PSE分子在钢表面吸附的过程挤走了CRS表面大量的水分子而引起混乱度增大所致^[7]。

为了探究酸浓度C对PSE缓蚀性能的影响，本实验利用失重法测试了40 ℃环境中不同盐酸浓度对CRS的缓蚀性能(η_w)和腐蚀速率(v)的影响，结果见图5a，从图中可看出，随着盐酸浓度C的增大，腐蚀速率v随之增大，在不含PSE的0.50 mol/L HCl溶液中，CRS的v高达21.03 g·m^-2·h^-1，当盐酸浓度C增大至2.50 mol/L时，CRS的v增加到35.57 g·m^-2·h^-1，说明无抑制剂的盐酸体系中，钢片遭受了极大的腐蚀。当200 mg/L 的PSE加入到体系中，CRS的v急剧下降，0.50 mol/L HCl溶液中CRS的v降低至1.47 g·m^-2·h^-1，2.50 mol/L HCl溶液中CRS的v降低至14.47 g·m^-2·h^-1。说明当在HCl体系中加入PSE后，钢的腐蚀被有效抑制。缓蚀剂PSE对CRS在盐酸体系中的缓蚀性能随着HCl浓度的增加而降低，在0.50 mol/L HCl溶液中含有200 mg/L PSE时，缓蚀率η_w高达93.03%，而在2.50 mol/L HCl溶液中，缓蚀率η_w降低至59.33%。利用Mathur经验公式对腐蚀速率v与盐酸浓度C进行拟合^[2]：

式中，B和k分别为动力学常数和速率常数。

不含和含缓蚀剂时CRS的lnv和盐酸浓度C的拟合直线如图5b所示，拟合得到的动力学参数列于表3。显然，lnv-C具有良好的线性关系，表明体系中，钢在不含和含PSE的情况下的腐蚀规律符合 Mathur经验公式。从Mathur经验公式可知，k代表HCl对CRS的腐蚀能力，B值为lnv-C的斜率。B值的大小代表腐蚀速率v随酸浓度C变化的幅度。从表3中可以看出，加入PSE后的k值与空白溶液相比明显下降了1个数量级，这说明加入PSE后，有效抑制了钢在HCl溶液中的腐蚀。当在盐酸溶液中加入PSE后，B值增大，表明CRS的腐蚀速率v随酸浓度C的变化幅度比未添加PSE时有所增加。

一般情况下，利用浸泡时间t评估缓蚀剂的稳定性。通过固定缓蚀剂PSE浓度为200 mg/L，HCl浓度为0.5 mol/L，考察了6~72 h内缓蚀剂PSE的缓蚀性能，结果如图6a所示。由图6a可看出，在无抑制剂的情况下，CRS发生了剧烈的腐蚀，且腐蚀速率v随时间的延长而急剧增大，当加入PSE后，CRS的腐蚀速率急剧下降，说明PSE对钢具有优越的腐蚀抑制效果。且随着浸泡时间t的增加，PSE的缓蚀性能η_w呈现逐渐降低的趋势。

利用一级反应速率公式对时间t和lg(W₁/W₂)进行了拟合，一级反应速率公式如下^[29]：

式中，W₁和W₂分别是CRS浸泡前后的质量。β是一级反应速率常数，t_1/2为半衰期。

获得的线性关系如图6b所示，相关拟合参数列于表4。从图6b中可看出，在含和不含PSE时，t-lg(W₁/W₂)的拟合直线具有良好的线性关系，说明CRS在1.0 mol/L HCl溶液中的腐蚀符合一级动力学公式。无缓蚀剂PSE时，拟合的结果没有含PSE的结果好，这可能是受碳钢表面严重暴露的铁素体或珠光体中铁素体与渗碳体微观组织之间的电偶作用影响所致。从表4中所知，加入PSE后，β减小，t_1/2增大，说明在无抑制剂PSE存在的情况下，钢的腐蚀速率较大。在加入PSE后，钢表面吸附的PSE分子抑制了腐蚀过程中CRS的腐蚀速率，半衰期t_1/2增大，从而延缓了CRS的腐蚀。

CRS在20 ℃时1.0 mol/L HCl溶液中含不同浓度PSE的动电位极化曲线如图7所示。可以看出，当加缓蚀剂PSE后，阴极和阳极的Tafel区域均向腐蚀电流密度小的方向移动，说明PSE同时抑制了CRS的阴极析氢反应和阳极溶解反应，归属于混合抑制型缓蚀剂。

利用Tafel外推法对极化曲线进行拟合，可以获得腐蚀电位E_corr、腐蚀电流密度I_corr、阴极和阳极的Tafel斜率b_c和b_a及缓蚀率η_p，这些参数均列于表5中。缓蚀率η_p可根据下式计算^[20]。

从表5中可看出，随着PSE浓度的增大，腐蚀电位E_corr几乎无变化，再次说明PSE在HCl体系中为混合抑制剂，其抑制机理为“几何覆盖效应”，即PSE吸附于CRS表面导致电极反应面积减小，从而起到腐蚀抑制作用^[33]。腐蚀电流密度I_corr随着PSE浓度的增加而急剧降低，当无PSE时，I_corr为322 μA·cm^-2，当PSE浓度为200 mg/L时，I_corr降低为92 μA·cm^-2，缓蚀率η_p达到80.10%。与空白盐酸溶液相比，添加PSE的缓蚀溶液中的阴极Tafel斜率基本不变，表明PSE在钢表面吸附后，阴极的电化学腐蚀机理不变。

图8为20 ℃时CRS在不含和含有不同浓度PSE的1.0 mol/L HCl溶液介质中的EIS。由图8a可知，阻抗谱图呈单一容抗弧，表明CRS在HCl溶液中的腐蚀由电荷转移控制。添加PSE后，容抗弧半径增大，且随着PSE浓度的增大而明显增大，表明CRS/HCl界面的电荷转移困难，减缓了CRS的腐蚀反应。且Nyquist图谱的容抗弧形状不变，表明在HCl体系中添加抑制剂PSE并不改变CRS的电化学腐蚀机理。从图8b的阻抗模值与频率变化图中，可观察到在低频区，阻抗模值随着抑制剂PSE浓度的升高而增大，说明缓蚀能力随着PSE浓度的升高而增强。图8c中的相位角只出现了1个波峰，故该阻抗谱只有1个时间常数，且峰值相位角低于90°，故电极反应过程中存在频率弥散效应，这可能是由于CRS电极表面粗糙不均匀而引起的。

采用图8d的等效电路图对EIS数据进行拟合，各等效电路元件列于表6。根据电荷转移电阻R_t，可根据下列关系式^[20]计算出EIS测试下的缓蚀率η_R。

式中，R_t(0)和R_t(inh)分别为未添加和添加抑制剂PSE的CRS表面电荷转移电阻。

表6中的卡方χ²为10^-3数量级，表明用图8d的等效电路图拟合出的理论数据与实验数据相吻合。溶液电阻R_s在1.4 Ω·cm²以下，表明电解质溶液中的IR电位降效应可以忽略。a < 1，说明CRS/HCl介质界面存在由电极表面不平整引起的频率弥散效应。常相位角元件CPE随抑制剂PSE浓度的增大而降低，C_dl随之降低，这可能与CRS表面吸附的PSE分子挤走了CRS表面的水分子，且随PSE浓度的增大，CRS表面的吸附膜层逐渐增厚有关^[31]。CRS表面的电荷转移电阻R_t随缓蚀剂PSE浓度的增大而增大，在1.0 mol/L HCl溶液中，R_t为48.8 Ω·cm²，添加200 mg/L PSE后，R_t增大至390.2 Ω·cm²。说明随着抑制剂PSE的加入，CRS表面越难以发生腐蚀。当添加200 mg/L PSE后，缓蚀率η_R达87.49%，变化规律与失重法一致。

CRS/HCl界面的双电层电容(C_dl)与CPE存在如下关系式^[34]：

式中，f_max为Nyquist图谱上虚轴(Z_Im)最大值时的最大特征频率，Hz。

由表6可知，与未添加PSE的HCl溶液相比，添加PSE后，C_dl急剧下降，且随PSE浓度的增大而下降幅度增大，这一现象可由下式解释^[1]：

式中，ɛ⁰和ɛ分别为真空介电常数和电解质溶液的介电常数；S为CRS电极与溶液的反应面积；d是保护膜层的厚度。故缓蚀体系中的C_dl降低可能是介电常数较小的缓蚀剂分子PSE在CRS表面吸附时取代了介电常数较大的H₂O分子，或是缓蚀剂分子PSE在CRS/HCl界面上的双电层厚度增大。

为进一步探究抑制剂PSE对CRS在HCl体系中的缓蚀性能，对缓蚀体系的溶液进行了电导率(γ)和表面张力(σ)测试。图9为缓蚀剂PSE水溶液，PSE + 1.0 mol/L HCl和PSE + 1.0 mol/L HCl + steel的电导率(γ)和表面张力(σ)的关系图。图9a为常温时，不同条件下电导率与PSE浓度的关系曲线。PSE水溶液的γ较小，首先是因为纯水本身的电导率较小，其次是因为PSE本身未与水作用发生电离产生自由离子所致。未与CRS发生反应前的缓蚀体系γ最大，这与HCl溶液可以电离出大量的H⁺和Cl^-有关。当缓蚀体系与CRS反应6 h后，γ有所下降，可能与CRS表面消耗了部分H⁺和Cl^-有关。此外，缓蚀体系与CRS反应6 h后，在无抑制剂时，电导率最小，随着抑制剂PSE的添加，电导率呈上升并趋于平缓的趋势，可能是因为在无抑制剂PSE时，CRS发生了严重的析氢腐蚀，消耗了溶液中大量的H⁺，表面吸附了更多的Cl^-，导致溶液的γ降低，随着抑制剂PSE的增加，PSE分子吸附在CRS表面，减缓了CRS的析氢腐蚀，导致溶液γ逐渐上升。当PSE浓度超过100 mg/L时，电导率逐渐趋于平缓，这可能与PSE在钢表面的吸附达到平衡有关。

图9b为常温时，不同条件下溶液表面张力(σ)与PSE浓度(c)的关系曲线。可以看出，随抑制剂PSE浓度的增大，各条件溶液的σ呈降低趋势，这说明随着抑制剂PSE的添加，液体和气体界面作用引起表面张力变小。当含抑制剂PSE的1.0 mol/L HCl体系与CRS反应6 h后，抑制剂分子PSE由体相溶液向CRS表面方向移动，最终吸附在CRS表面，形成吸附膜，阻止了HCl对CRS的侵蚀。此外，浸泡6 h后的缓蚀体系表面张力较浸泡前缓蚀体系表面张力大，这可能与经长时间浸泡后，表面逐渐粗糙，导致表面张力增大有关。

为深入探讨PSE在CRS表面的吸附，对新鲜打磨的CRS和加入PSE缓蚀前后的CRS表面进行了金相显微镜观察，打磨好的CRS表面平整均匀，且有清晰可见的砂纸抛光的痕迹，如图10a。当CRS浸泡在1.0 mol/L HCl溶液中，钢表面产生大量的气泡，发生剧烈的腐蚀，浸泡6 h后，钢表面变的粗糙不平整，有大量的腐蚀产物附着在CRS表面，如图10b所示。当在1.0 mol/L HCl溶液中添加200 mg/L PSE后，CRS表面较图10b的粗糙度大幅度降低，可见砂纸抛光留下的痕迹，说明PSE对CRS在HCl体系中具有优越的腐蚀抑制效果。

图11为CRS表面和其在1.0 mol/L HCl溶液中含和不含PSE时的SEM微观形貌。新鲜打磨的CRS表面均匀，平整光滑，有清晰可见、有序的砂纸抛光痕迹，如图11a。当CRS浸泡在1.0 mol/L HCl介质中，钢表面产生大量的气泡，产生了剧烈的腐蚀，表面变的粗糙不平整、不均匀、大量的云朵状腐蚀产物覆盖在CRS表面(图11b)。而在1.0 mol/L HCl介质中添加200 mg/L PSE后，如图11c所示，CRS表面的粗糙度较图11b急剧下降，CRS表面呈现出均匀平整的状态，留有少量的腐蚀颗粒。SEM结果表明PSE的加入能有效吸附在CRS表面，阻止CRS被进一步腐蚀。

图12为CRS在1.0 mol/L HCl介质中不含和含200 mg/L PSE浸泡6 h前后的表面湿润性结果。刚打磨好的CRS表面(图12a)接触角为72.90°,当CRS浸泡在1.0 mol/L HCl 溶液中6 h后，CRS表面遭受了剧烈的腐蚀，表面堆积了腐蚀后形成的氢氧化铁和氧化物等物质，这些物质具有亲水性，接触角从72.90°降低至27.07°，如图12b所示。当在1.0 mol/L HCl介质中添加200 mg/L PSE后，缓蚀剂PSE分子吸附在CRS表面形成了具有一定疏水性质的吸附膜，CRS表面接触角从27.02°增加到60.13°，如图12c所示。接触角结果证明了PSE的添加可以有效抵御腐蚀性介质对CRS的侵蚀，从而抑制腐蚀。

HCl为无机强酸，在水溶液中可电离生成大量的H⁺和Cl^-。而CRS浸泡在HCl的缓蚀体系中，容易自发发生溶解反应和析氢反应。通过失重实验和电化学实验表明PSE在盐酸中是一种有效缓蚀剂，具有优越的缓蚀效果，缓蚀率可达90%以上。植物提取物在酸性介质中对金属的缓蚀作用可通过缓蚀剂分子在金属表面的吸附进行解释。因植物提取物含有丰富的化学成分，可表现出优越的缓蚀性能，但是由于所含化学物质较为复杂，很难将全部的化合物成分进行纯化分离出来，并对各自的缓蚀效果进行评价。根据文献查阅结果，花生壳提取物中含有大量的多酚类，类黄酮、氨基酸和糖类等化合物^[3]，其中黄酮类物质含有木犀草素、槲皮素、芦丁等^[35]，分子结构式如图13所示。这些化合物成分含有大量的O杂原子，π键及共轭结构，且在酸性介质中，O原子与H离子结合，这些化合物容易发生质子化，以阳离子的形式存在于缓蚀体系中，如 式(14)所示。

缓蚀剂PSE对CRS在盐酸中的腐蚀和缓蚀机理如图14所示。首先，CRS在盐酸中，表面带有正电荷，吸附了大量的Cl^-，而质子化的PSEHxx+通过静电引力的作用吸附在CRS表面，形成物理屏障，阻止腐蚀介质对其侵蚀。其次，PSE中化合物成分中杂原子含有大量的孤电子对可以与CRS的空d轨道形成化学吸附。另外，化合物成分中苯环和双键等含有大量的π电子，可以与Fe²⁺形成螯合物吸附在CRS表面，形成致密的抵御膜。总之，PSE分子通过物理作用和化学作用的方式吸附在CRS表面，阻止CRS与腐蚀性介质的直接接触，抑制了腐蚀性介质对CRS的腐蚀。

(1) PSE是冷轧钢在盐酸中具有潜力的缓蚀剂，可有效减缓CRS在1.0 mol/L HCl介质中的腐蚀速率，40 ℃时,添加200 mg/L PSE后缓蚀率η_w高达93.15%。缓蚀率η_w随PSE浓度的增加而增大，随温度的变化规律为40 ℃ > 20 ℃ > 30 ℃ > 50 ℃。PSE的缓蚀性能随盐酸浓度的增加而减弱，随缓蚀时间的延长稍有降低，对钢在盐酸中的腐蚀抑制具有长效性。PSE在CRS表面的吸附符合Langmuir吸附等温式，通过物理作用和化学作用共同吸附到CRS表面阻止盐酸溶液对CRS的侵蚀，且在钢表面的吸附为吸热和熵增的过程。

(2) PSE同时抑制CRS阴极析氢反应和阳极溶解反应，是混合型抑制剂，且随着缓蚀剂PSE浓度的增加，动电位极化曲线向腐蚀电流密度减小的方向移动，且阴极分支形状保持一致，则阴极的析氢腐蚀机理不变。Nyquist图由单一的容抗弧组成，CRS表面的R_t随着PSE浓度的增加而增大，钢表面的电荷转移变的困难，腐蚀减缓，η_w随之增大。

(3) MM和SEM的微观形貌测试证实了PSE对CRS在HCl溶液中的缓蚀性能，在含有200 mg/L PSE的缓蚀体系中浸泡6 h后，CRS表面的粗糙度降低，可隐约见到砂纸抛光痕迹，CRS表面接触角增大至60.13°。缓蚀后体系的电导率较缓蚀前电导率降低，表面张力随PSE浓度的增加而降低，且CRS与缓蚀体系反应6 h后的溶液表面张力较反应前有所增加。