Роман ZrO2

Том 12 научных докладов, номер статьи: 9274 (2022) Цитировать эту статью

1225 Доступов

7 цитат

4 Альтметрика

Подробности о метриках

Мы сообщаем о зеленом синтезе нового нанокомпозита ZrO2-глицин, известного как ZrO2-Gly NC, с последующей его характеристикой с использованием рентгеновской дифракции (XRD), инфракрасной спектроскопии с преобразованием Фурье (FT-IR), SEM/EDX и просвечивающей электронной микроскопии ( ТЭМ) методы. Кроме того, ингибирующий эффект различной концентрации ZrO2-Gly NC на коррозию мягкой стали (МС) в 1 М HCl исследовали путем потери веса и электрохимических измерений при 40–80 °C. Процентная эффективность ингибирования NC увеличивалась с увеличением концентрации и температуры и достигала примерно 81,01% при 500 ppm при 70°C, которая снижалась при 80°C и демонстрировала эффективность ингибирования 73,5%. По данным поляризационных измерений, исследуемый НК ZrO2-Gly работает как ингибитор смешанного типа с преимущественным ингибированием катодной реакции. Кроме того, анализ изотермы адсорбции показал, что адсорбция была спонтанной и соответствовала изотерме адсорбции Ленгмюра. Кроме того, измерение угла смачивания выявило водоотталкивающие свойства исследуемого ингибитора. Морфологическое исследование поверхности с помощью микрофотографии SEM-EDS подтвердило появление гладкой поверхности в присутствии ингибированных сред, что позволяет предположить образование защитной пленки в результате адсорбции НК ZrO2-Gly на поверхности МС даже при более высокой температуре.

В операциях травления и очистки/удаления накипи часто используются растворы на основе кислот1. Основная проблема использования кислотных растворов заключается в том, что они чрезмерно агрессивны и приводят к нежелательному разрушению металла. Благодаря своим превосходным механическим свойствам и низкой стоимости мягкая сталь (MS) является наиболее широко используемым металлом в различных отраслях промышленности, включая нефтяную, пищевую, энергетическую, химическую и электрохимическую. В результате увеличение срока службы стали от коррозии стало ключевой задачей для исследований и промышленности, поскольку коррозия приводит к значительной потере металла и преждевременному катастрофическому выходу из строя, что приводит к высоким затратам на замену и экологическим проблемам. Коррозия ежегодно приводит к значительным финансовым потерям во всем мире. По прогнозам, в 2015 году расходы на коррозию составят 2,5 триллиона долларов, что составит 3,4% мирового ВВП. В эту цифру не включены аварии, неожиданные остановки и загрязнители окружающей среды. Катодная защита, покрытия и использование ингибиторов коррозии — все это обычные процедуры для снижения риска коррозии2,3. Эти решения имеют массу преимуществ, но имеют и определенные недостатки, поэтому мотивируют новые исследования по улучшению антикоррозионных показателей. Ингибиторы коррозии могут помочь продлить срок службы оборудования в суровых условиях, снизить риски для окружающей среды, экономики, здоровья и безопасности, связанные с коррозионными разрушениями, а также позволяют использовать недорогую сталь вместо коррозионностойких сплавов4.

Литературные исследования показывают, что доступно несколько отчетов, описывающих антикоррозионное действие аминокислот5,6, биополимеров7,8, растительных экстрактов9,10, редкоземельных металлов11, органических соединений, таких как лекарства12,13, поверхностно-активных веществ14 и ионных жидкостей15, на металлы и сплавы. Основным недостатком использования растительных материалов в качестве ингибиторов коррозии является их нестабильность; и легко биоразлагаемы. Более того, их очень сложно и утомительно изолировать и очищать. Более того, при приготовлении растительных экстрактов обычно используются токсичные растворители, которые могут отрицательно повлиять на окружающую среду, а также на почву и водную жизнь после их сброса16. Большинство этих растворителей очень дороги и могут отрицательно сказаться на экономике приготовления экстрактов. Что касается применения редкоземельных элементов в качестве ингибиторов коррозии, то их нестабильность и процесс извлечения связаны с образованием большого количества отходов, таких как кислоты, аммиак и некоторые радиоактивные элементы. Это потенциально может повлиять на окружающую среду, если не принять надлежащие меры. Точно так же использование органических соединений ограничивается их дорогостоящим и многостадийным синтезом. Несмотря на их нетоксичность, биоразлагаемость, высокую растворимость в водных средах, относительно дешевизну и простоту получения с высокой чистотой, применение аминокислот также ограничено16. Лишь немногие авторы отметили дублирующее действие некоторых аминокислот на металл. В зависимости от условий эксплуатации, таких как pH раствора или концентрация присадки, аминокислоты могут уменьшать процесс растворения металла (ингибитор коррозии) или увеличивать его (ускоритель коррозии). Поэтому использование этих соединений в качестве ингибиторов коррозии металлов должно сопровождаться некоторыми мерами предосторожности, чтобы избежать их каталитического эффекта коррозии. Более того, использование отдельных аминокислот обычно требует использования большого количества ингибиторов17. Одной из альтернатив снижения дозировки ингибитора является введение определенных неорганических веществ для изготовления композитов18,19, которые уменьшают размер частиц, тем самым увеличивая покрытие поверхности и, таким образом, защищая металл от коррозии.