Исследование экстракта Dracocephalum на основе объемного и нанометрового размера в качестве зеленого ингибитора коррозии мягкой стали в различных агрессивных средах

Том 13 научных докладов, номер статьи: 913 (2023) Цитировать эту статью

830 Доступов

3 Альтметрика

Подробности о метриках

В последние годы большой интерес вызвали экологически чистые ингибиторы коррозии, полученные из природных растительных ресурсов. В настоящей работе сначала исследовали коррозионное поведение мягкой стали (ст-37) в присутствии и в отсутствие экстракта Dracocephalum, исходя из насыпного размера в качестве ингибитора коррозии, в двух широко используемых кислых средах (0,5 М H2SO4 и 1,0 М HCl) при комнатной температуре. Затем мы использовали экстракт Dracocephalum нанометрового размера, чтобы снизить оптимальную концентрацию ингибитора, повысить устойчивость к коррозии и эффективность. Экстракт Dracocephalum не содержит тяжелых металлов или других токсичных соединений, а также хорошие характеристики, такие как низкая стоимость, экологичность и широкая доступность, делают его подходящим природным кандидатом в качестве экологически безопасного зеленого ингибитора. Антикоррозионные свойства оценивали с помощью электрохимической импедансной спектроскопии (ЭИС) и потенциодинамической поляризации (ПП). Во всех исследованиях эффективность ингибирования (IE%) увеличивалась по мере увеличения дозы экстракта. Но за счет использования наноэкстракта, помимо сохранения высокой эффективности, количество ингибитора было значительно снижено. Самый высокий IE% составляет 94% при лучшей дозе наноэкстракта (75 ppm), но самый высокий IE% составляет 89% при лучшей дозе основного экстракта (200 ppm) в растворе H2SO4. Кроме того, для раствора HCl самый высокий IE% составляет 88% при лучшей дозе наноэкстракта (100 ppm), но самый высокий IE% составляет 90% при лучшей дозе основного экстракта (400 ppm), методом поляризации. . Результаты ПП позволяют предположить, что это соединение оказывает влияние как на анодные, так и на катодные процессы и адсорбируется на поверхности мягкой стали в соответствии с изотермой адсорбции Ленгмюра. Для исследования морфологии поверхности сплавов использовались оптическая микроскопия, анализ сканирующей электронной микроскопии (СЭМ) и спектр отражения твердого тела в УФ-видимой области.

В прошлом коррозия уносила жизни и богатства практически во всех технических отраслях1. Коррозия определяется как разрушение металлов и сплавов в результате химического и физического взаимодействия с окружающей средой. Анодные и катодные реакции — это химические процессы, которые создают такое поведение2. Мало того, затраты на восстановление поврежденного коррозией производственного оборудования внесли значительный вклад в валовой внутренний продукт страны. В результате все силы должны быть наготове, чтобы противостоять этому опасному деянию, периодически изучая его окончательную резолюцию1.

Благодаря своим выдающимся механическим и электрическим свойствам металлы часто используются в человеческой деятельности3. Мягкая сталь является наиболее часто используемым металлом в крупных промышленных предприятиях из-за ее экономической эффективности и превосходных механических свойств. Однако из-за его низкой коррозионной стойкости, особенно в кислых и щелочных средах, его применение ограничено4. Использование кислотного раствора в промышленности в основном использовалось для изучения механизмов ингибирования коррозии мягкой стали в кислых средах. Например, процесс переработки сырой нефти приводит к возникновению различных коррозионных условий. В большинстве ситуаций коррозия на нефтеперерабатывающем заводе вызвана воздействием сильных кислот на поверхность оборудования5.

Чтобы избежать коррозии металлов, на основе анализа различных форм коррозии2 было разработано множество методов. Эти методы включают в себя: ингибиторы, электрическую защиту, покрытие поверхности, проектирование оборудования и выбор материалов6. Ингибиторы — это химические вещества, которые при применении в небольших количествах в агрессивных условиях подавляют процессы электрохимической коррозии на металлических поверхностях1,7.

Использование ингибиторов коррозии является экономически эффективным способом снижения скорости коррозии, защиты металлических поверхностей от коррозии и, в конечном итоге, защиты промышленного оборудования в суровых условиях8. Ингибиторы действуют на границе между коррозионным водным раствором и металлом, влияя на процессы электрохимического процесса путем адсорбции на поверхности металла9. Полярные функциональные группы10, которые помогают снизить чувствительность поверхности металла к коррозии, являются центрами реакционной способности, гарантирующими стабильность этого процесса адсорбции11,12.