Устойчивое развитие эффективного противодействия

Научные отчеты, том 13, Номер статьи: 12169 (2023) Цитировать эту статью

147 доступов

Подробности о метриках

Одним из применений органических соединений является их использование в качестве ингибиторов коррозии в кислых средах для уменьшения коррозии стали. Эти ингибиторы не проявляют очень хороших свойств ингибирования в соленой среде (NaCl). Было проведено множество исследований по повышению эффективности этих ингибиторов в таких средах (особенно средах, содержащих Cl-). Одним из предложенных способов является одновременное использование органических и неорганических ингибиторов. Синергетический эффект этих ингибиторов показал многообещающие результаты в снижении коррозии стали. В этом исследовании нитрат церия (III) и тринатрийфосфат (TSP) использовались в качестве органических и неорганических ингибиторов для контроля коррозии стали в среде 3,5 мас.% NaCl. Коррозионные измерения проводились в среде 3,5 мас.% NaCl методами ЭИС и поляризации. Исследования поверхности проводились методами SEM, Raman, GIXRD и EDS. Коррозионные исследования (EIS и поляризация) показали, что при добавлении 500 ppm Ce(NO3)3 и 500 ppm TSP к среде с концентрацией NaCl 3,5 мас.% наблюдается самый высокий индекс синергизма (1,27) и эффективность ингибирования (73,7%). достигнуто. Также при добавлении в раствор 500Ce-500TPS icorr и Rct стали снизились примерно на 80% и увеличились примерно в 4 раза соответственно. Такое улучшение коррозионных свойств стали в присутствии равного соотношения Ce(NO3)3 и TSP является результатом образования гидрофобной плотной пленки (состоящей из комплексов Ce(OH)3, Ce/Fe-фосфат). на металлической поверхности. Это утверждение было подтверждено методами SEM/EDS, анализа «контактный ангел», FT-IR и XRD-анализа.

Низкая стойкость стали типа Ст-12, известного промышленного сплава, к коррозии является одной из сложных проблем при ее применении1,2,3. Для минимизации этой проблемы предлагаются различные методы, такие как анодная/катодная защита, использование антикоррозионных покрытий и применение ингибиторов4,5,6. Среди них ингибиторы сегодня привлекают больше внимания из-за их простоты использования и низкой стоимости. Эффективность ингибиторов и механизм их ингибирования зависят от нескольких параметров (таких как агрессивные ионы, химическая структура ингибиторов, количество абсорбированных участков на мет-поверхности и т. д.)7. Органические/неорганические – это две основные группы ингибиторов в зависимости от их химической структуры8. Органические ингибиторы обычно образуют на поверхности металла барьерную пленку. Они имеют в своей структуре множество функциональных групп, включая богатые электронами гетероатомы (O, N и S)9,10,11. С другой стороны, неорганические ингибиторы могут отсрочить анодные/катодные реакции. Их разделяют на две основные группы, в том числе анодные и катодные, в зависимости от их значительного влияния на анодные или катодные реакции12. Органические ингибиторы хорошо работают в кислой среде; Многие исследователи усердно работали над поиском органического ингибитора, который мог бы замедлить коррозию стали в соленой среде (например, 3,5% раствор NaCl). С другой стороны, неорганические ингибиторы показывают хорошую эффективность в солевых средах. Сталь обычно подвергается коррозии в результате воздействия солевых растворов в резервуарах для хранения воды, трубопроводах для транспортировки морской воды и т. д. В соленой среде анионы хлора играют важную роль в коррозии стали. Органические ингибиторы коррозии не обладают хорошей эффективностью в средах, богатых хлоридами. Таким образом, объединение органических и неорганических ингибиторов является идеей решения этой проблемы, которая в последнее время наблюдалась в большинстве исследований13,14.

Соединения хромата и цинка являются анодными и катодными неорганическими ингибиторами соответственно и являются превосходными ингибиторами коррозии различных металлов в нейтральных солевых растворах. Однако из-за опасности для окружающей среды их использование строго запрещено различными организациями15,16,17,18,19,20. Многие органические и неорганические ингибиторы коррозии используются в качестве альтернативы хроматам. Недавно было доказано, что соединения лантаноидов (редкоземельных элементов, РЗЭ) могут использоваться в качестве экологически чистых ингибиторов коррозии21,22,23,24. Соли на основе Ce успешно применяются в качестве ингибиторов коррозии. Эти соединения продемонстрировали хорошую защиту от коррозии при концентрации около 1000 ppm (~ 2,68 мМ)25. Соединения церия(III) являются катодными ингибиторами, которые могут снижать скорость катодной реакции и блокировать катодные центры посредством образования соединений оксида/гидроксида церия26,27. Соединения Ce(III) не являются сильными ингибиторами, поскольку не могут образовать плотную и бездефектную пленку на поверхности металла.