使用重量法、电化学与理论计算方法全面研究过期溴化右美沙芬作为碳钢缓蚀剂的效果

把旧药变成新的防护

大多数人把过期药物视为需要安全处置的危险垃圾。本研究颠覆了这一观念：一种过期止咳糖浆成分能否保护炼厂、管道和化工厂中承重的钢材免受酸性腐蚀？通过测试过期的溴化右美沙芬（常见的止咳药成分）在强盐酸环境中对碳钢的防护作用，研究人员探索了一种可能同时降低工业成本和减少废弃物的意外途径。

钢铁为什么需要保镖

碳钢是工业中的主力金属，但在酸性环境中腐蚀迅速，使管道变薄、罐体受损并迫使昂贵的停产。盐酸广泛用于清洗和“酸洗”钢材，腐蚀性尤其强。企业通常在这些溶液中添加缓蚀剂，但许多此类添加剂有毒或由专用化学品制成。与此同时，每年仍有大量过期药品被丢弃，尽管其中许多仍保留了大部分活性成分。作者注意到，这些复杂的富碳分子可能会吸附在钢表面并形成保护膜，从而把一个处置问题变成有用的资源。

止咳药遇上强酸

研究团队将注意力集中在过期溴化右美沙芬（EDM‑HBr）上，这是一种常见的非处方止咳药成分。首先，他们用高效液相色谱确认过期药物中仍含大约92%的原始活性物质，说明其化学成分大体完好。随后，他们将EDM‑HBr溶解于标准1摩尔盐酸溶液中并浸泡经抛光的碳钢样品。通过测量数小时内钢材损失的重量并监测与腐蚀相关的电信号，研究人员能够精确量化酸对钢材造成的损害，有无该药物时的差异一目了然。

过期药物对钢的屏蔽效果如何

结果很显著。在纯酸中，钢材迅速溶解。加入EDM‑HBr后，随着剂量增加，腐蚀速率大幅下降。在最高测试浓度（600毫克/升）下，钢材质量损失约降低了二十倍，重量损失实验显示约95%的防护效率，电化学测量显示超过97%的抑制率。该效应可持续数天：防护在约12小时达到峰值，随后缓慢下降，但在72小时后仍高于90%。在更高温度下测试表明，随着温度升高腐蚀加速且保护层部分脱落，效率会有所下降，但在研究的温度范围内该缓蚀剂仍表现良好。

窥视钢表面的无形薄膜

为了解钢表面上发生的情况，研究人员分析了防护随温度和浓度的变化，并对EDM‑HBr分子进行了量子化学计算。观察到的规律符合所谓的弗伦德里希吸附行为，这意味着分子在表面分布不均，形成的是比较斑驳的覆盖而非完美均匀的涂层。能量与熵的测定表明，在室温下该药物主要通过物理吸附——类似弱分子“粘附”——附着于钢表面，而在较高温度下一些通过氮和氧原子发生的化学键合开始起作用。计算机模拟显示EDM‑HBr具有有利于与铁原子共享电子的电子学特性，帮助其形成一种混合的物理和化学屏障，阻止酸和氯离子接触裸露金属。

从废弃药物到绿色工业助力

对于非专业读者，结论很直接：一种过期的止咳药成分可作为在酸性环境中保护钢材的极为有效的防锈剂，其效果可与或优于其它基于药物的缓蚀剂。由于该药在过期后大体保持完整，其降解产物和溴离子甚至可能增强其在钢表面的附着力，这为药品废弃物的再利用提供了有前景的方向。尽管在实际应用之前还需在流动条件、更强酸环境下以及进行全面的环境安全评估，但这项工作指向了一个可能的未来：废弃药物可以帮助保护重要基础设施，而不是填埋或焚烧处置。

引用: Khafagy, ES., Lila, A.S.A., Ashmawy, A.M. et al. A comprehensive investigation of expired dextromethorphan HBr drug as a carbon steel corrosion inhibitor using gravimetric, electrochemical, and theoretical computational approaches. Sci Rep 16, 3047 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-36977-2

关键词: 缓蚀剂, 过期药物, 碳钢, 盐酸, 绿色化学