Investigation of the Effect of Willow Tree Gall Extract as a Green Corrosion Inhibitor for St37 Steel in 1 M Hydrochloric Acid Environment

Subject Areas : journal of New Materials

Erfan Mehdipour Rabori ¹ , Seyyed Mahdi Karamouz ²

1 - MSc in Materials and Metallurgical Engineering, Department of Materials and Metallurgical Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Faculty of Engineering, Kerman, Iran
2 - MSc in Materials and Metallurgical Engineering, Department of Materials and Metallurgical Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Faculty of Engineering, Kerman, Iran

Received: 2025-02-04 Accepted : 2025-04-05 Published : 2024-08-05

Keywords: Green Inhibitor, Anti-Corrosion, Hydrochloric Acid, St37 Steel,

Abstract :

Introduction: With the advancement of industries and the widespread use of St37 steel, its protection against corrosion, especially in acidic environments such as HCl, has gained significant importance. Traditional inhibitors like chromates have been restricted due to their environmental impacts, leading to the substitution of green inhibitors such as plant extracts. These extracts reduce corrosion by forming a protective film on the metal surface. In this study, the inhibitory effect of willow tree gall extract on the corrosion of St37 steel in 1 molar HCl solution was investigated.

Methods: The gall extract was collected, dried, ground, and extracted using ethanol. Different concentrations of the extract were added to the corrosive medium, and electrochemical tests including Potentiodynamic Polarization (PDP) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) were conducted. The weight loss of the samples was also examined at various intervals. FTIR analysis was used to identify the bonds present in the extract. Additionally, the surfaces of the samples immersed in the solution were studied using Scanning Electron Microscopy (SEM). Results demonstrated that the gall extract, by forming a protective film, effectively reduced the corrosion rate and protected the steel.

Findings: FTIR analysis identified functional groups (-OH, C-H, N-H, aromatic, and aliphatic compounds) in the willow gall extract that contribute to corrosion inhibition. EIS results showed stronger protective films and increased charge transfer resistance with higher extract concentrations, reducing corrosion rates. Polarization tests demonstrated a 95.8% inhibition efficiency at 1200 ppm. Weight loss tests confirmed reduced corrosion rates, and adsorption studies indicated Langmuir isotherm behavior. SEM images validated the formation of a protective film shielding the steel surface from aggressive ions.

References:

1. Du YT, Wang HL, Chen YR, Qi HP, Jiang WF. Synthesis of baicalin derivatives as eco-friendly green corrosion inhibitors for aluminum in hydrochloric acid solution. J Environ Chem Eng [Internet]. 2017;5(6):5891–901. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343717305626
2. Qiang Y, Zhang S, Tan B, Chen S. Evaluation of Ginkgo leaf extract as an eco-friendly corrosion inhibitor of X70 steel in HCl solution. Corros Sci [Internet]. 2018;133:6–16. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X17317663
3. Kowsari E, Arman SY, Shahini MH, Zandi H, Ehsani A, Naderi R, et al. In situ synthesis, electrochemical and quantum chemical analysis of an amino acid-derived ionic liquid inhibitor for corrosion protection of mild steel in 1M HCl solution. Corros Sci [Internet]. 2016;112:73–85. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X16303456
4. El-Etre AY, Abdallah M, El-Tantawy ZE. Corrosion inhibition of some metals using lawsonia extract. Corros Sci [Internet]. 2005;47(2):385–95. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X04001957
5. Mehdipour M, Ramezanzadeh B, Arman SY. Electrochemical noise investigation of Aloe plant extract as green inhibitor on the corrosion of stainless steel in 1M H2SO4. J Ind Eng Chem [Internet]. 2015;21:318–27. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1226086X14001282
6. Deyab MA. Egyptian licorice extract as a green corrosion inhibitor for copper in hydrochloric acid solution. J Ind Eng Chem [Internet]. 2015;22:384–9. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1226086X14003803
7. Nwankwo MO, Offor PO, Neife SI, Oshionwu LC, Idenyi NE. Amaranthus cordatus as a green corrosion inhibitor for mild steel in H 2 SO 4 and NaCl. J Miner Mater Charact Eng. 2014;2014.
8. Hu K, Zhuang J, Ding J, Ma Z, Wang F, Zeng X. Influence of biomacromolecule DNA corrosion inhibitor on carbon steel. Corros Sci [Internet]. 2017;125:68–76. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X17302871
9. Mahross MH, Naggar AH, Elnasr TAS, Abdel-Hakim M. Effect of rice straw extract as an environmental waste corrosion inhibitor on mild steel in an acidic media. Chem Adv Mater. 2016;1(1).
10. Umoren SA, Eduok UM, Solomon MM, Udoh AP. Corrosion inhibition by leaves and stem extracts of Sida acuta for mild steel in 1M H2SO4 solutions investigated by chemical and spectroscopic techniques. Arab J Chem [Internet]. 2016;9:S209–24. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S187853521100092X
11. Pradityana A, Sulistijono, Shahab A, Chyntara S. Eco-friendly green inhibitor of mild steel in 3, 5\% NaCl solution by Sarang Semut (Myrmecodia Pendans) extract. In: AIP Conference Proceedings. 2014. p. 161–4.
12. Sastri VS. Green corrosion inhibitors: theory and practice. John Wiley \& Sons; 2012.
13. Cornell RM, Schwertmann U, others. The iron oxides: structure, properties, reactions, occurrences, and uses. Vol. 664. Wiley-vch Weinheim; 2003.
14. Prusty K, Barik S, Swain SK. Chapter 13 - A Corelation Between the Graphene Surface Area, Functional Groups, Defects, and Porosity on the Performance of the Nanocomposites. In: Jawaid M, Bouhfid R, el Kacem Qaiss A, editors. Functionalized Graphene Nanocomposites and their Derivatives [Internet]. Elsevier; 2019. p. 265–83. (Micro and Nano Technologies). Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128145487000131
15. Nandiyanto ABD, Oktiani R, Ragadhita R. How to read and interpret FTIR spectroscope of organic material. Indones J Sci Technol. 2019;4(1):97–118.
16. EW BP, Guliet D, Queiroz E F, Wolfender JL, Cholies Z N, Hostettmann K, et al. ISOLATION OF MALE ANTIFERTILITY COMPOUND IN N-BUTANOL FRACTION OF JUSTICIA GENDARUSSA BURM. F. LEAVES. Folia Medica Indones. 2009;45(1).
17. Qiang Y, Guo L, Zhang S, Li W, Yu S, Tan J. Synergistic effect of tartaric acid with 2, 6-diaminopyridine on the corrosion inhibition of mild steel in 0.5 M HCl. Sci Rep. 2016;6(1):33305.
18. Tao Z, He W, Wang S, Zhou G. Electrochemical study of cyproconazole as a novel corrosion inhibitor for copper in acidic solution. Ind \& Eng Chem Res. 2013;52(50):17891–9.
19. López DA, Simison SN, de Sánchez SR. Inhibitors performance in CO2 corrosion: EIS studies on the interaction between their molecular structure and steel microstructure. Corros Sci [Internet]. 2005;47(3):735–55. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X04001787
20. Shahrabi T, Tavakholi H, Hosseini MG. Corrosion inhibition of copper in sulphuric acid by some nitrogen heterocyclic compounds. Anti-Corrosion Methods Mater. 2007;54(5):308–13.
21. Tavakoli H, Shahrabi T, Hosseini MG. Synergistic effect on corrosion inhibition of copper by sodium dodecylbenzenesulphonate (SDBS) and 2-mercaptobenzoxazole. Mater Chem Phys [Internet]. 2008;109(2):281–6. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0254058407006992
22. Qiang Y, Zhang S, Xu S, Li W. Experimental and theoretical studies on the corrosion inhibition of copper by two indazole derivatives in 3.0% NaCl solution. J Colloid Interface Sci [Internet]. 2016;472:52–9. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979716301655
23. Ferdosi Heragh M, Tavakoli H. Electrochemical Properties of a New Green Corrosion Inhibitor Derived from Prosopis farcta for St37 Steel in 1 M Hydrochloric Acid. Met Mater Int [Internet]. 2020;26(11):1654–63. Available from: https://doi.org/10.1007/s12540-019-00453-6
24. Heragh MF, Tavakoli H. Synergetic effect of the combination of Prosopis Farcta extract with sodium dodecyl sulfate on corrosion inhibition of St37 steel in 1M HCl medium. J Mol Struct [Internet]. 2021;1245:131086. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022286021012175
25. Fontana MJ. Corrosion engineering. 2nd ed, Mac-Hill. 1987.
26. Satapathy AK, Gunasekaran G, Sahoo SC, Amit K, Rodrigues P V. Corrosion inhibition by Justicia gendarussa plant extract in hydrochloric acid solution. Corros Sci [Internet]. 2009;51(12):2848–56. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X09003679
27. Abd El-Lateef HM, Abo-Riya MA, Tantawy AH. Empirical and quantum chemical studies on the corrosion inhibition performance of some novel synthesized cationic gemini surfactants on carbon steel pipelines in acid pickling processes. Corros Sci [Internet]. 2016;108:94–110. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X16301044
28. Haque J, Ansari KR, Srivastava V, Quraishi MA, Obot IB. Pyrimidine derivatives as novel acidizing corrosion inhibitors for N80 steel useful for petroleum industry: A combined experimental and theoretical approach. J Ind Eng Chem [Internet]. 2017;49:176–88. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1226086X17300412
29. Srivastava V, Haque J, Verma C, Singh P, Lgaz H, Salghi R, et al. Amino acid based imidazolium zwitterions as novel and green corrosion inhibitors for mild steel: Experimental, DFT and MD studies. J Mol Liq [Internet]. 2017;244:340–52. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167732217312278
30. Abdallah M. Rhodanine azosulpha drugs as corrosion inhibitors for corrosion of 304 stainless steel in hydrochloric acid solution. Corros Sci [Internet]. 2002;44(4):717–28. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X01001007
31. Kumar RS, Chandrasekaran V. Sargassum wightii extract as a green inhibitor for corrosion of brass in 0.1 N phosphoric acid solution. Orient J Chem. 2015;31(2):939–49.
32. Qu Q, Li L, Bai W, Jiang S, Ding Z. Sodium tungstate as a corrosion inhibitor of cold rolled steel in peracetic acid solution. Corros Sci [Internet]. 2009;51(10):2423–8. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X09002923
33. Qiang Y, Zhang S, Xu S, Yin L. The effect of 5-nitroindazole as an inhibitor for the corrosion of copper in a 3.0\% NaCl solution. Rsc Adv. 2015;5(78):63866–73.
34. Bard A and LF. Electrochemical Methods. 1980.
35. Tang L, Mu G, Liu G. The effect of neutral red on the corrosion inhibition of cold rolled steel in 1.0 M hydrochloric acid. Corros Sci [Internet]. 2003;45(10):2251–62. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X03000465
36. Sığırcık G, Tüken T, Erbil M. Assessment of the inhibition efficiency of 3,4-diaminobenzonitrile against the corrosion of steel. Corros Sci [Internet]. 2016;102:437–45. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X15301359

Full-Text:



Journal of New Materials                                                                         Summer 2024. Vol 15. Issue 56

 

Research Paper
Investigation of the Effect of Willow Tree Gall Extract as a Green Corrosion Inhibitor for St37 Steel in 1 M Hydrochloric Acid Environment Erfan Mehdipour Rabori¹*, Seyed Mahdi Karamouz¹
1 MSc in Materials and Metallurgical Engineering, Department of Materials and Metallurgical Engineering, Shahid Bahonar University of Kerman, Faculty of Engineering, Kerman, Iran
Received: 2025/02/04 Revised: 2025/04/05 Accepted: 2025/04/05	Abstract Introduction: With the advancement of industries and the widespread use of St37 steel, its protection against corrosion, especially in acidic environments such as HCl, has gained significant importance. Traditional inhibitors like chromates have been restricted due to their environmental impacts, leading to the substitution of green inhibitors such as plant extracts. These extracts reduce corrosion by forming a protective film on the metal surface. In this study, the inhibitory effect of willow tree gall extract on the corrosion of St37 steel in 1 molar HCl solution was investigated. Methods: The gall extract was collected, dried, ground, and extracted using ethanol. Different concentrations of the extract were added to the corrosive medium, and electrochemical tests including Potentiodynamic Polarization (PDP) and Electrochemical Impedance Spectroscopy (EIS) were conducted. The weight loss of the samples was also examined at various intervals. FTIR analysis was used to identify the bonds present in the extract. Additionally, the surfaces of the samples immersed in the solution were studied using Scanning Electron Microscopy (SEM). Results demonstrated that the gall extract, by forming a protective film, effectively reduced the corrosion rate and protected the steel. Findings: FTIR analysis identified functional groups (-OH, C-H, N-H, aromatic, and aliphatic compounds) in the willow gall extract that contribute to corrosion inhibition. EIS results showed stronger protective films and increased charge transfer resistance with higher extract concentrations, reducing corrosion rates. Polarization tests demonstrated a 95.8% inhibition efficiency at 1200 ppm. Weight loss tests confirmed reduced corrosion rates, and adsorption studies indicated Langmuir isotherm behavior. SEM images validated the formation of a protective film shielding the steel surface from aggressive ions.
Use your device to scan and read the article online       DOI: 10.71905/jnm.1403.1198641
Keywords: Green Inhibitor, Anti-Corrosion, Hydrochloric Acid, St37 Steel
Citation: Erfan Mehdipour Rabori, Seyed Mahdi Karamouz, Investigation of the Effect of Willow Tree Gall Extract as a Green Corrosion Inhibitor for St37 Steel in 1 M Hydrochloric Acid Environment, Quarterly Journal of New Materials. 2024; 15 (56): 88-103.
*Corresponding author: Erfan Mehdipour Rabori.  Address: Shahid Bahonar University of Kerman, Faculty of Engineering, Department of Materials and Metallurgical Engineering, Kerman, Iran. Tell: [phone] Email: [e-mail]

 

 

Extended Abstract

Introduction

Steel and its alloys are widely used in industries, making their protection against corrosion essential. Acidic environments like HCl, commonly used in industries such as oil, gas, and cleaning, cause corrosion of St37 steel. Corrosion inhibitors, especially green inhibitors, have gained importance due to the environmental drawbacks of chromates. Plant extracts are considered green inhibitors due to their accessibility, environmental compatibility, and high efficiency. The mechanism of green inhibitors involves forming a protective film on the metal surface, which prevents corrosion reactions. The chemical properties of inhibitors, such as the presence of N, S, O, and aromatic rings, play a significant role in their effectiveness. These elements and compounds bond with the metal surface, creating a protective film and reducing corrosion. Various studies have confirmed the corrosion inhibition potential of plant extracts like licorice, amaranth, ginkgo, and hibiscus. Organic compounds containing tannins are the main contributors to the inhibition properties of these extracts. Until now, the inhibitory effect of willow gall extract on St37 steel in HCl environments had not been studied. This research examined the structure and inhibitory behavior of the extract using electrochemical tests and scanning electron microscopy.

Findings and Discussion

The FTIR spectrum revealed key functional groups in the willow gall extract. Peaks at 3416 cm⁻¹ (–OH), 2925 cm⁻¹ (C-H aliphatic), 2850 cm⁻¹ (C-H, N-H), and 1625 cm⁻¹ (C=C, N-H) indicate alkaloids and flavonoids. Aromatic and nitrogenous bonds confirm the presence of N, O atoms, and aromatic rings, characteristic of common corrosion inhibitors. EIS results demonstrated increased Nyquist semicircle diameters with higher inhibitor concentrations, suggesting protective film formation and reduced charge transfer rates. Bode plots confirmed improved impedance across frequencies, indicating effective corrosion inhibition. Polarization curves showed a decrease in corrosion current density (icorr), confirming reduced reaction rates. The inhibitor affected both anodic and cathodic reactions, indicating a mixed-type inhibitor. Maximum inhibition efficiency (95.8%) was achieved at 1200 ppm. Weight loss studies revealed significant reductions in corrosion rates with increasing inhibitor concentrations. Longer immersion times enhanced inhibitor adsorption, improving corrosion protection. Langmuir isotherm models best described inhibitor adsorption. SEM images showed smoother surfaces for inhibited samples, confirming protective film formation. These findings, supported by electrochemical and weight loss tests, validate the inhibitor's effectiveness in protecting steel surfaces from corrosion in acidic environments.

Conclusion

Electrochemical tests confirm that willow gall extract acts as a mixed-type corrosion inhibitor for st37 steel in HCl 1M. FTIR analysis identified effective inhibitory compounds, with maximum inhibition efficiency of 95.8% at 1200 ppm. Weight loss and SEM studies validated protection, following Langmuir isotherm with physical adsorption.

Ethical Considerations compliance with ethical guidelines

The cooperation of the participants in the present study was voluntary and accompanied by their consent.

Funding

No funding.

Authors' contributions

Design experiments and perform: 

Erfan Mehdipour Rabori

 Seyed Mahdi Karamouz

Conflicts of interest

The authors declared no conflict of interest.

 

مقاله پژوهشی
بررسی تاثیر عصاره گال درخت بید به عنوان بازدارنده سبز خوردگی فولاد st37 در محیط هیدروکلریک اسید 1 مولار
عرفان مهدی‌پور رابری ۱*‌، سید مهدی کارآموز 1 1.        کارشناسی ارشد مهندسی مواد و متالورژی، گروه مهندسی مواد و متالورژی، دانشگاه شهید باهنر کرمان، دانشکده فنی مهندسی، کرمان، ایران
تاریخ دریافت:         16/11/1403 تاریخ داوری:         16/01/1404 تاریخ پذیرش:         16/01/1404	چکیده مقدمه: با پیشرفت صنایع و استفاده گسترده از فولاد St37، حفاظت از آن در برابر خوردگی به‌ویژه در محیط‌های اسیدی مانند HCl اهمیت ویژه‌ای دارد. بازدارنده‌های سنتی مانند کرومات‌ها به دلیل اثرات زیست‌محیطی محدود شده‌اند و بازدارنده‌های سبز نظیر عصاره گیاهان جایگزین شده‌اند. این عصاره‌ها با تشکیل فیلم محافظ بر سطح فلز، خوردگی را کاهش می‌دهند. در این پژوهش، اثر بازدارندگی عصاره گال درخت بید برای خوردگی فولاد St37 در محیط HClبا غلظت 1 مولار بررسی شده است. روش: عصاره گال پس از جمع‌آوری، خشک و آسیاب شده و با اتانول استخراج شد. غلظت‌های مختلفی از عصاره به محیط خورنده افزوده شد و آزمون‌های الکتروشیمیایی شامل پلاریزاسیون (PDP)  و امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) انجام گرفت. کاهش وزن نمونه‌ها نیز در زمان‌های مختلف بررسی شد. به‌منظور شناسایی پیوندهای موجود در عصاره از آنالیز FTIR  استفاده شد. همچنین، سطوح نمونه‌های غوطه‌ور در محلول با میکروسکوپ الکترونی روبشی مطالعه شد. نتایج نشان داد که عصاره گال، با تشکیل یک فیلم محافظ، نقش موثری در کاهش سرعت خوردگی و حفاظت از فولاد ایفا می‌کند. یافته­ها: آزمایش FTIR نشان داد که عصاره گال درخت بید شامل گروه‌های -OH، C-H، N-H و ترکیبات آروماتیک و آلیفاتیک است که نقش مهمی در بازدارندگی خوردگی دارند. در آزمون  EIS، منحنی‌های Nyquist و Bode نشان دادند که با افزایش غلظت عصاره، فیلم محافظ قوی‌تری روی سطح فولاد تشکیل شده، که مقاومت انتقال بار را افزایش و نرخ خوردگی را کاهش داده است. آزمون پلاریزاسیون نیز نشان داد که عصاره، نرخ واکنش‌های آندی و کاتدی را کاهش می‌دهد و بازده بازدارندگی در غلظت ppm 1200 به 95.8% رسید. آزمون کاهش وزن نیز کاهش چشمگیر نرخ خوردگی را تأیید کرد. تحلیل ایزوترم جذب نشان داد که جذب عصاره بر سطح الکترود از مدل لانگمویر پیروی می‌کند. تصاویر SEM تأیید کردند که عصاره با تشکیل فیلم محافظ، سطح الکترود را در برابر یون‌های مهاجم محافظت می‌کند. نتیجه­گیری: عصاره گال درخت بید بازدارنده مختلط مؤثری برای خوردگی فولاد St37 در HCl   1M است. داده‌های الکتروشیمیایی، کاهش وزن و میکروسکوپ الکترونی تأیید کردند که در 1200 ppm  بازده بازدارندگی به 95% می‌رسد. جذب فیزیکی عصاره مطابق ایزوترم لانگمویر بوده و بر واکنش‌های آندی و کاتدی تأثیر می‌گذارد.
از دستگاه خود برای اسکن و خواندن مقاله به صورت آنلاین استفاده کنید       DOI: 10.71905/jnm.1403.1198641
واژه­های کلیدی: ممانعت‌کننده سبز، ضد خوردگی، هیدروکلریک اسید، فولاد St37
* نویسنده مسئول: عرفان مهدی‌پور رابری نشانی: دانشگاه شهید باهنر کرمان، دانشکده فنی مهندسی، بخش مهندسی مواد و متالورژی، کرمان، ایران تلفن: [phone]         پست الکترونیکی: [e-mail]

 

 

 

 

مقدمه

با توجه به پیشرفت‌های روز افزون صنایع امروزی و استفاده از فولاد و آلیاژهای آن در سرویس‌های مختلف اجتناب نا­پذیر می­باشد. بنابراین فولاد و آلیاژ‌های آن نقش مهمی را در صنعت امروزی ایفا می­کنند. با توجه به این شرایط حفاظت از این دسته از مواد مهندسی از اهمیت ویژه‌ای برخوردار است. این در حالی است که محلول‌های اسیدی مانند هیدروکلریک اسید به صورت گسترده­ای در صنایع مختلفی مانند نفت و گاز، تولید اسید و تمیزکاری صنعتی و شیمیایی مورد استفاده قرار می­گیرد. در این شرایط فولاد st37 در معرض این محلول خورنده قرار گرفته و تحت حملات خوردگی ناشی این الکترولیت قرار می­گیرد. از این رو حفاظت از فولاد st37 در محیط شامل هیدروکلریک اسید از اهمیت ویژه ای برخوردار است(1). روش‌های متنوعی به منظور ممانعت از بروز خوردگی در صنایع وجود دارد که از این میان می­توان به استفاده از بازدارنده‌های خوردگی اشاره کرد. بر اساس مطالعات صورت گرفته مشخص شده است که بازدارنده‌های بسیاری در صنایع امروزی مورد استفاده قرار می­گیرند. از جمله بازدارنده‌هایی که به صورت گسترده­ای مورد استفاده قرار می­گیرند، بازدارنده‌های پایه کرومات می­باشد. کرومات‌ها علی‌رغم اینکه اثر بازدارندگی بسیار مطلوبی از خود نشان می­دهند ولی به دلیل پیامدهای زیست محیطی، این دسته از بازدارنده‌ها محدود شده است. بنابراین استفاده از بازدارنده‌های سبز و دوست­دار محیط زیست در حال توسعه و گسترش می­باشد(2،3). با توجه به این شرایط استفاده از عصاره گیاهان به عنوان بازدارنده سبز خوردگی رواج پیدا کرده است. عصاره گیاهان به دلیل دسترسی آسان، عدم بروز پیامد‌های زیست محیطی و راندمان مناسب بازدارندگی خوردگی، مورد توجه پژوهشگران این زمینه قرار گرفته و مطالعات گسترده­ای بر روی آن‌ها صورت گرفته است(4،5). به صورت کلی مکانیزم عملکرد بازدارنده‌های سبز و ارگانیک، تشکیل فیلم منسجم و پیوسته بر روی سطح فلز در فصل مشترک الکترود و الکترولیت می­باشد. فیلم محافظ ایجاد شده توسط بازدارنده بر روی سطح الکترود، به دلیل پیوستگی و انسجام کافی، نواحی فعال فلز که مستعد خوردگی هستند را غیرفعال کرده و در نهایت باعث کاهش نقل و انتقال بار میان فلز و الکترولیت می­شوند که نتیجه این فرایند حفاظت از فلز در برابر محیط خورنده است.

جذب فیلم محافظ تشکیل شده بر روی سطح فلز و یا به عبارت بهتر تشکیل فیلم محافظ در سطح فلز به موارد مختلفی بستگی دارد که از این میان می­توان به ترکیب شیمیایی بازدارنده، نوع فلز، تنش برشی ناشی از حرکت سیال، دما و نوع الکترولیت اشاره کرد. مهم­ترین فاکتور در این مرحله، ترکیب شیمیایی ماده افزوده شده تحت عنوان بازدارنده می­باشد. حضور عناصری مانند N، S، O و P و یا حضور حلقه‌‎های آروماتیکی در ساختار یک ماده شیمیایی می­تواند بیانگر عملکرد بازداردنگی آن ماده باشد(1). حلقه‌های اروماتیک می­توانند در سطح فلز به یکدیگر بپیوندند و یک فیلم محافظ منسجم را ایجاد بکنند که در نهایت باعث حفاظت از فلز شوند. وجود عناصری مانند نیتروژن در ساختار بازدارنده، باعث می­شود که نیتروژن الکترون­های آزاد خود را با آهن به اشتراک گذاشته و در نتیجه به سطح آهن بچسبد. نتیجه این فرایند نیز تشکیل یک فیلم محافظ از بازدارنده بر روی سطح فلز می­باشد. با توجه به گزارشات ارائه شده مشخص شده است که ترکیبات بسیاری از جمله عصاره گیاه شیرین بیان(6)، عصاره گل آمارانتوس(7)، اسپرم ماهی قزل آلا(8)، عصاره گیاه جینگو(2)، عصاره برنج(9)، عصاره گیاه خطمی هندی(10)، عصاره گیاه سارنگ(11)، و عصاره بسیاری از گیاهان دیگر به عنوان بازدارنده‌های خوردگی فلزات مورد مطالعه قرار گرفته­اند. گیاهانی که به‌عنوان بازدارنده خوردگی می­توانند مورد استفاده قرار بگیرند که ساختار آن‌ها شامل ترکیبات آلی باشد. وجود ترکیبات عالی باعث می­شود که این دسته از مواد خاصیت بازدارندگی از خود نشان بدهند. بر اساس گزارشات ارائه شده مشخص شده است که هر ترکیب آلی منجر به بازدارندگی نشده و ممکن است تاثیر مخرب نیز داشته باشد. ترکیبات آلی­ای که دارای حلقه‌های آروماتیک هستند، در بازدارندگی تأثیرگذار می­باشند. فرایند بازدارندگی توسط حلقه‌های آروماتیکی به این شرح است که در حضور این دسته از مواد شیمیایی، بازدارنده با تشکیل یک فیلم منسجم و پیوسته بر روی سطوح آندی و کاتدی الکترود، باعث کندی انجام واکنش‌های کاتدی (احیا کاتیون‌های هیدروژن و اکسیژن) و واکنش‌های آندی (انحلال فلزات) می­شوند(12). مهم‌ترین ترکیبات موجود در عصاره گیاهان که شامل حلقه‌های آروماتیکی نیز می­باشند تانن­ها هستند. در اغلب موارد، تانن موجود در ساختار عصاره گیاه هست که منجر به بروز خاصیت بازدارندگی از عصاره گیاه می­شود.

با توجه به بررسی‌های صورت گرفته مشخص شد که تاکنون مطالعه­ای در خصوص بررسی اثر بازدارندگی عصاره گال درخت بید برای خوردگی فولاد st37 در محیط HCl انجام نشده است. بنابراین در این پژوهش در گام اول ساختار این عصاره مورد بررسی قرار گرفت و در ادامه با استفاده از آزمون‌های الکتروشیمیایی و مطالعه سطح الکترود توسط میکروسکوب الکترونی روبشی، رفتار بازدارندگی این عصاره ارزیابی شد.

مواد و روش­ها

1- فلز زمینه

فلز مورد استفاده در این پژوهش فولاد st37 بود که ترکیب شیمیایی این فولاد در جدول 1 ارائه شده است.

جدول1- ترکیب شیمیایی فولاد st37 مورد استفاده در این پژوهش

Fe	C	S	Si	Mn	P
03/99	18/0	05/0	33/0	32/0	05/0

2- الکترولیت مهاجم

الکترولیت مهاجم مورد استفاده در این مقاله هیدروکلریک اسید 1 مولار بود. برای تهیه این محیط از هیدروکلریک اسید 37 درصد ساخت شرکت مرک آلمان استفاده شد. پس از کاهش غلظت اسید به 1 مولار، غلظت‌های مختلفی از عصاره گال درخت بید تهیه شده و به محیط خورنده افزوده شد. غلظت‌های بازدارنده مورد استفاده بر اساس جدول 2 بودند.

جدول2- مقادیر بازدارنده‌های افزوده شده به محیط HCl 1 M.

Inhibitor Concentration

0 ppm (Blank)

100 ppm

200 ppm

400 ppm

800 ppm

1200 ppm

3- عصاره­گیری از گال درخت بید

ابتدا گال درخت بید از تنه درختان بید در استان آذربایجان شرقی جدا شد. در ادامه به منظور خشک کردن، گال به مدت 3 روز در دمای 80 درجه سانتی­گراد داخل آون قرار گرفت. پس از سه روز یک ترکیب خشک به جا مانده بود. ترکیب خشک به صورت کامل آسیاب شد. پودر گال درخت بید خشک شده به نسبت 10:1 با اتانول 96% مخلوط شد (10 واحد حجمی الکل، 1 واحد حجمی پودر عصاره گال درخت بید). ترکیب پودر و الکل به مدت 3 روز در دمای 55 درجه سانتی­گراد توسط همزن مغناطیسی هم زده شد. به منظور ممانعت از تبخیز الکل در مدت زمان سه روز، از درپوش کائوچویی ارلن استفاده شد. پس از سه روز محلول حاصل دو بار صاف شد و به منظور تبخیر اتانول اضافی، محلول صاف شده بر روی هیتر در دمای 60 درجه سانتی­گراد (بدون درپوش) قرار گرفت. پس از تبخیر الکل اضافی، یک ترکیب ویسکوز و شامل رطوبت ناشی از الکل درون پودر به جا مانده بود. جهت حذف کامل الکل، ترکیب ویسکوز به جا مانده به مدت 3 روز در دمای 85 درجه سانتی­گراد درون آون نگهداری شد. پس از سه روز پودر خشک به رنگ قهوه­ای به ‌جا ماند. پس از آماده­سازی عصاره، این پودر بر اساس مقادیر ارائه شده در جدول 2، به محلول HCl 1M افزوده شد..

4- آماده‌سازی نمونه

به منظور ارزیابی آزمون های الکتروشیمیایی و ارزیابی خواص بازدارندگی عصاره گال درخت بید ورق‌هایی در ابعاد mm3  1×10×10 از فولاد st37 تهیه شده و سپس با استفاده از سنباده از شماره 100 تا 3000 آماده‌سازی سطحی صورت گرفت. به منظور حذف کامل هرگونه زبری از سطح، نمونه­ها به مدت 10 دقیقه توسط پودر آلومینا  به قطر متوسط 3/0 میکرومتر با نمد مخصوص پولیش شدند. پس از اتمام فرایند آماده­سازی سطح، به منظور حذف آلودگی سطحی نمونه‌ها و حذف چربی‌های سطح، از استون استفاده شد. به منظور چربی­گیری، نمونه‌ها پس از پولیش دو مرتبه داخل استون (در بشر های جداگانه) وارد شده و چربی‌گیری صورت گرفت. در نهایت پس از چربی­گیری نمونه‌ها دو مرتبه در بشر جداگانه با آب مقطر آب­کشی شده و خشک شدند.

5- بررسی‌های الکتروشیمیایی

به منظور بررسی خواص الکتروشیمیایی بازدارنده مورد استفاده از آزمون‌های الکتروشیمیایی استفاده شد. سل مورد استفاده در این بررسی‌ها فلت سل ساخت شرکت EG&G بود. سطح نمونه درگیر با محیط خورنده در این سل 1 سانتی­متر مربع می­باشد. به منظور انجام آزمون‌های الکتروشیمیایی، نمونه ها قبل از انجام آزمون به مدت 30 دقیقه­ در تماس با محیط قرار گرفتند. دلیل این موضوع پایداری ترمودینامیکی واکنش‌های سطحی نمونه و بهبود کیفیت آزمون‌های الکتروشیمیایی بود. آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک (PDP) و امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) با استفاده از دستگاه پتانسیواستات Origa Flex OGF500  انجام شد. الکترود مرجع مورد استفاده در این پژوهش کالومل (SCE) و الکترود کمکی پلاتین (Pt) بود. در آزمون PDP، پتانسیل اعمالی 200± میلی­ولت نسبت به پتانسیل مدار با نرخ روبش 5/0 میلی­ولت بر ثانیه تغییر یافت. به منظور محاسبه چگالی جریان خوردگی، از روش برون‌یابی تافلی استفاده شد. در آزمون امپدانس الکتروشیمیایی، تغییر فرکانس از kHz100 تا mHz10 با دامنه mv 10 نسبت به پتانسیل مدار باز صورت گرفت.

به منظور محاسبه بازده بازدارندگی با استفاده از نتایج آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک از رابطه1 استفاده شده است:

رابطه1:

در رابطه1  جریان خوردگی بدون بازدارنده و  جریان خوردگی در حضور بازدارنده است.

به منظور محاسبه بازده بازدارندگی با استفاده از مقاومت نقل و انتقال بار حاصل از آزمون امپدانس الکتروشیمیایی از رابطه 2 استفاده شد:

رابطه2:

 در رابطه2 Rct مقاومت نقل و انتقال بار بدون بازدارنده و Rct(inh.) مقاومت نقل و انتقال بار در حضور بازدارنده می­باشد.

6- آزمون کاهش وزن

به منظور انجام آزمون کاهش وزن نمونه­های فولاد st37 تهیه شد و پس از آماده­سازی سطح که در قسمت فوق تشریح شد با استفاده از ترازوی دیجیتال با دقت سه رقم اعشار وزن شدند. پس از تهیه نمونه‌ها، بشر‌های شامل الکترولیت‌های شامل و فاقد بازدارنده بر اساس جدول 2 آماده شدند. نمونه‌ها پس از توزین اولیه داخل بشر‌ها قرار گرفتند تا آزمون در مدت زمان‌های مشخص (8 ، 24، 48 و 72 ساعت) و در دمای محیط صورت بگیرد. نمونه­ها پس از گذشت زمان‌های فوق از داخل محلول بیرون آورده شده و پس از شست و شو و خشک کردن دوباره توسط ترازوی دیجیتال وزن شده و نتایج ثبت شدند. لازم به ذکر است که هر الکترولیت در هر غلظت برای یک زمان مورد استفاده قرار گرفت. به عنوان مثال، برای نمونه ppm1200 به تعداد 4 عدد بشر تهیه شد و در هر کدام یک نمونه قرار گرفت. هر نمونه در مدت زمان خاص خود بیرون آورده شده و توزین شد. به منظور محاسبه بازده بازدارندگی با استفاده از نتایج آزمون کاهش وزن از رابطه 3 استفاده شد:

رابطه3:

در رابطه3، W کاهش وزن نمونه در حالت حضور بازدارنده و W0 کاهش وزن نمونه در عدم حضور بازدارنده می­باشد.

7- آنالیز FTIR

جهت شناسایی پیوندهای موجود در عصاره گال درخت بید از آنالیز FTIR  با دستگاه ساخت شرکت Thermo با مدل Avatar استفاده شد.

8- مطالعه سطح

به منظور مطالعه سطح، نمونه‌های مورد آزمایش به مدت 8 ساعت در الکترولیت‌های شامل ppm1200 بازدارنده و فاقد بازدارنده غوطه­ور شده و پس از خروج نمونه­ها از محلول، سطح آن­ها توسط برس مخصوص تمیز شد. نمونه­ها پس از دو مرحله آب کشی با آب مقطر در هوا خشک شده و در نهایت سطح آن­ها توسط میکروسکوب الکترونی روبشی مدل KUMS مورد بررسی قرار گرفت.

نتایج

1- آنالیز FTIR

نتایج طیف سنجی FTIR در شکل 1 نشان داده شده است. با توجه به شکل 1 مشخص است که جذب اصلی در cm-1 3416 با پیوند -OH Group اتفاق افتاده است. حضور گروه cm-1  2925 نشان­دهنده پیوند‌های Aliphatic C-H است(13). پیک cm-1 2850 مربوط به گروه های C-H و N-H است(14). گروه cm-1 1625 به پیوند‌های N-H و C=C اختصاص داده می­شود. پیک cm-1 1418 نشان از حضور پیوند‌های مربوط به Vinyl C-H  است. پیک cm-1 1380 مربوط به پیوند‌های نیتروژنی می­باشد. پیک cm-1 1240 و cm-1 1060 نشان­دهنده حضور ترکیبات آروماتیک و آلیفاتیک می­باشند(15). این نتایج نشان دهنده این مهم می­باشند که عصاره گال درخت بید شامل مخلوطی از ترکیبات  alkaloidsو  flavonoids  است(16). نتایج آنالیز FTIR نشان­دهنده حضور اتم های N و O و حلقه‌های آروماتیک در ساختار عصاره گال درخت بید می­باشد که حضور این پیوند‌ها از نشانه‌های اصلی بازدارنده‌های رایج می­باشد(2).

 

شکل1- نتایج FTIR برای عصاره گال درخت بید

2- نتایج آزمون‌های الکتروشیمیایی

2-1- آزمون طیف­سنجی امپدانس الکتروشیمیایی

به منظور ارزیابی رفتار الکتروشیمیایی و مطالعه تاثیر بازدارنده بر واکنش‌های خوردگی سطح الکترود از آزمون EIS در الکترولیت HCl 1M در حالت فاقد بازدارنده و غلظت‌های مختلفی از بازدارنده استفاده شده است. نتایج این آزمون در قالب منحنی‌های Nyquist و Bode به ترتیب در شکل های 2 و 3 نشان داده شده­اند. با توجه به منحنی Nyquist که در شکل 2 ارائه شده است، مشاهده می­شود که نیم دایره‌های دپرس شده برای در تمام غلظت‌ها شکل کلی خود را حفظ کرده­اند. وجود چنین نیم دایره‌هایی در منحنی‌های Nyquist نشان­دهنده فعال بودن مکانیزم نقل و انتقال الکترون در بحث انحلال الکترود کار می­باشد(17). به عبارتی مکانیزم خوردگی غالب در این سیستم نقل و انتقال بار می­باشد. با مشاهده منحنی‌های Nyquist مشخص می­شود که نیم دایره‌های حاصل در حالتی هستند که مرکز این نیم دایره‌ها در زیر محور افقی قرار گرفته است. این رفتار نشان از ناصافی و ناهمواری سطح الکترود است. از طرفی وجود چنین رفتاری در منحنی‌های Nyquist می­تواند نشان­دهنده جذب بازدارنده در سطح الکترود می­باشد(18). افزودن مقادیر مختلفی از عصاره گال درخت بید باعث شده است که قطر نیم دایره‌های منحنی Nyquist تشکیل شده افزایش پیدا کند. این مهم نشان دهنده تشکیل فیلم محافظ بر روی سطح الکترود توسط بازدارنده می­باشد. این رفتار باعث خواهد شد که روند حفاظتی صورت گرفته و نقل و انتقال بار کاهش پیدا کند. قطر حلقه خازنی تشکیل شده با افزایش غلظت عصاره گال درخت بید افزایش پیدا کرده است، این رفتار را می­توان به جذب بیشتر اتم‌های بازدارنده بر روی سطح الکترود کار نسبت داد که در نتیجه بهبود جذب بازدارنده بر سطح الکترود کار، فیلم تشکیل شده به تدریج فشرده شده و منجر به یک اثر محافظتی بهبود یافته می‌شود(19).

 

شکل2- منحنی‌های نایکوئیست در غلظت های مختلف

به منظور شبیه­سازی مدار تشکیل شده در فصل مشترک الکترود و الکترولیت و شناسایی مقادیر مدار معادل، از نرم­افزار Z View استفاده شده است. منحنی‌های حاصل از شبیه­سازی به صورت خط‌های پیوسته بر روی داده‌های اصلی آزمون (منحنی های نقطه­ای) بر روی نتایج این آزمون رسم شده­­اند.

شکل 3 مدار معادل داده‌های EIS را نشان می­دهد. با توجه به شکل 3 مشاهده می­شود که مدار معادل این سیستم شامل مقاومت الکترولیت (Rs)، مقاومت نقل و انتقال بار (Rct) و عنصر فاز ثابت CPE (که به جای خازن لایه دوگانه قرار گرفته است)، می­باشد. مقادیر المان‌های الکتریکی فوق الذکر پس از فیت کردن داده‌ها در جدول 3 خلاصه­ شده­اند. به منظور توصیف رفتار خازنی ایجادشده توسط عصاره گال درخت بید در سطح الکترود کار، از عنصر فاز ثابت (CPE) به‌جای المان خازن (C) استفاده شده است(20،21). به دلیل عدم همگنی و وجود ناهمواری در سطح الکترود کار از عنصر فاز ثابت استفاده شده است. امپدانس عنصر فاز ثابت از رابطه 4 به دست می‌آید:

رابطه4:

که در این رابطه فرکانس فاز ثابت،  ادمیتانس،  فرکانس زاویه­ای،  عدد مختلط و  عددی مابین 1 و 1- هست. مقادیر  شرایط سیستم را تشریح می­کند. به این صورت که اگر این مقدار برابر 1 باشد سیستم موردمطالعه خازن خالص در نظر گرفته می­شود و اگر این مقدار برابر صفر باشد سیستم مقاومت خالص در نظر گرفته می­شود و اگر برابر 1- باشد سلف در نظر گرفته می­شود. با توجه به مدل مدار معادل ارائه شده در شکل 3 مشاهده می­شود که در فصل مشترک الکترولیت و الکترود یک CPE با یک مقاومت انتقال بار (Rct) موازی شده و در نهایت این دو المان با مقاومت الکترولیت (Rs) سری شده است. مقاومت Rs مقاومت الکتریکی خود محیط خورنده بوده و بازدارنده‌های جذبی تاثیری در مقدار این المان ندارند. شایان ذکر است که بازدارنده‌هایی که می­توانند بر خواص الکتروشیمیایی الکترولیت تاثیر بگذارند، بر مقدار مقاومت الکتریکی الکترولیت تاثیر گذار هستند. مشخص شده است که مقدار و نوع یون‌های داخل الکترولیت تاثیر چشم­گیری بر مقدار الکترولیت خواهند داشت. مقاومت Rct مقاومتی است که به دلیل حضور عصاره گال درخت بید به شدت تقویت شده و از نقل و انتقال بار (الکترون) بین الکترود (فلز) و الکترولیت (محیط خورنده) ممانعت به عمل می­آورد. با توجه به فرایند الکتروشیمیایی خوردگی که در شکل 3 (مدار معادل) نشان داده شده است، مشاهده می­شود که شارش الکترون از سمت فلز به الکترولیت نخستین مرحله در فرایند خوردگی است. بنابراین با افزایش مقاومت الکتریکی نقل و انتقال بار، میزان الکترون شارش شده از سمت الکترود (فلز) کاهش پیدا کرده و در نتیجه نرخ تشکیل کاتیون فلز و در نهایت خوردگی کاهش پیدا می­کند. وجود بازدارنده و تشکیل فیلم محافظ منسجم توسط بازدارنده باعث می­شود که میزان مقاومت Rct در فصل مشترک الکترود و الکترولیت افزایش پیدا کرده و در نتیجه شارش بار کند شود که نتیجه این پدیده کاهش نرخ خوردگی فلز است. شماتیک شارش الکترون و تشکیل لایه محافظ توسط بازدارنده در شکل 3 نشان داده شده است. از طرفی با توجه به داده‌های جدول 3 مشاهده می­شود که با افزایش میزان غلظت بازدارنده از ppm 0 تا ppm 1200 مقدار Rct از Ω.cm-2 100 به مقدار Ω.cm-2 1336 افزایش پیدا کرده است.

 

شکل3- شماتیک شارش الکترون از سمت فولاد st37 و تشکیل فیلم محافظ توسط بازدارنده به منظور ممانعت از شارش الکترون

 

جدول 3- داده‌های حاصل از آزمون طیف­سنجی امپدانس الکتروشیمیایی که توسط نرم افزار Z View استخراج شدند

Inhibitor Concentration (ppm)	CPEdl (µF.cm-2)	ndl	Rs (Ω.cm-2)	Rct (Ω.cm-2)	%Inhibition
0	176.439	0.74	2.827	100.26	-
100	164.079	0.75	4.015	259.16	61.31347
200	152.7284	0.77	5.698	344.29	70.8792
400	94.451	0.84	6.215	554.63	81.92308
800	67.9182	0.85	6.622	1090.65	90.80732
1200	19.5288	0.89	6.589	1336.79	92.49994

 

در جذب بازدارنده به سطح فلز در لایه دوگانه یک رفتار خازنی شکل می­گیرد که می­توان این رفتار خازنی را با استفاده از مدار معادل شکل3 شبیه­سازی کرد. با توجه به این مهم که در فصل مشترک الکترود و محیط خورنده لایه دوگانه تشکیل شده صاف نبوده و همیشه به همراه پستی بلندی است (پستی بلندی‌ها در مقیاس میکروسکوبی بوده و می­توانند به دلیل خوردگی و یا هر عامل دیگری باشند)، لذا لایه دوگانه تشکیل شده دارای صفحات موازی (دقیقا همچون خازن) نیست. جهت بررسی رفتار لایه دوگانه معوج به جای استفاده از المان خازن از یک المان دیگری معادل خازن تحت عنوان عنصر فاز ثابت (CPE) استفاده می­شود (شکل 4). به عبارتی این المان معادل خازنی است که صفحات خازنی آن موازی نبوده و شامل برخی اعوجاج‌هایی می­باشند. مقدار خطای این المان توسط یک پارامتر تصحیح کننده تجت عنوان ndl ارائه می­شود. این پارامتر از مقدار 1- تا 1 عدد گرفته و در ایده­آل‌ترین حالت (یعنی صفحات کاملا موازی و خازن ایده­آل) مقدار آن 1 می­باشد.

 

شکل4- خازن و عنصر فاز ثابت تشکیل شده در لایه دوگانه

با توجه به شماتیک ارائه شده در شکل 3 و فرایند خوردگی مشاهده می­شود هرچه مسیر عبور الکترون از سمت فلز به سمت الکترولیت دشوار‌تر باشد، در این شرایط نرخ خوردگی کاسته خواهد شد. در مدار معادل ارائه شده در شکل 3 در کنار مقاومت Rct یک مسیر دوم شامل یک رفتار خازنی نیز برای حرکت الکترون‌ها وجود دارد. با توجه به رفتار خازنی مشخص است که هرچه ظرفیت خازن کمتر باشد، این خازن در مدت زمان کمتری پر شده و مدار را قطع می­کند. بنابراین خازن شکل گرفته در لایه دوگانه توسط بازدارنده باید دارای حداقل ظرفیت باشد تا یکی از مسیر‌های حرکت الکترون از سمت فلز در کوتاه­ترین زمان ممکن قطع شود. بنابراین انتظار می­رود با افزایش غلظت بازدارنده در یک الکترولیت، میزان ظرفیت خازن تشکیل شده کاهش پیدا کند. در این صورت می­توان عملکرد بازدارده را تائید کرد. با توجه به رابطه 5 که در ارتباط با ظرفیت خازن تشکیل شده در لایه دوگانه است مشخص است که با کاهش مقدار ظرفیت خازن ضخامت فیلم تشکیل شده توسط بازدارنده افزایش پیدا کرده و سطحی از الکترود کار که در معرض الکترولیت خورنده است کاهش پیدا می­کند(8).

رابطه5:

که در این رابطه  ظرفیت خازن تشکیل شده در لایه دوگانه،  تراکم هوا،  ثابت دی الکتریک فیلم، d ضخامت لایه تشکیل شده در لایه دوگانه و S مساحت الکترود کار که به صورت موضعی در معرض الکترولیت می­باشد. با توجه به رابطه فوق مشخص است که کاهش ظرفیت خازن تشکیل شده در لایه دوگانه، نشان­دهنده افزایش ضخامت فیلم تشکیل شده توسط عصاره گال درخت بید است و از طرفی مساحت موضعی الکترود کار که در معرض الکترولیت خورنده می­باشد کاهش پیدا می­کند. پس کاهش ظرفیت خازن در اثر افزودن عصاره گال درخت بید به داخل الکترولیت نشان­دهنده عملکرد بازدارندگی عصاره گال درخت بید در الکترولیت HCl 1M است(22). شکل 5 منحنی Bode مربوط به غلظت‌های مختلفی از بازدارنده را نشان می­دهد. با توجه به شکل 5 مشخص است که در نمودار‌های Bode فقط یک ثابت زمانی وجود دارد. با توجه به منحنی‌های Bode مشاهده می­شود که با افزایش مقدار بازدارنده، مدول امپدانس در تمام فرکانس‌ها افزایش پیدا می­کند که این موضوع نشان­دهنده تاثیر بازدارندگی عصاره گال درخت بید می­باشد(23،24).

 

 

شکل5- منحنی‌های بد در غلظت‌های مختلف

شکل 6 و 7 تغییرات مقدار مقاومت نقل و انتقال بار، ظرفیت خازن تشکیل شده در فصل مشترک الکترود و الکترولیت و بازده بازدارندگی برحسب مقدار مختلفی از عصاره گال درخت بید را نشان می­دهد. با توجه نتایج ارائه شده مشاهده می­شود که با افزایش مقدار عصاره گال درخت بید، میزان مقاومت نقل و انتقال بار افزایش و میزان ظرفیت خازن تشکیل شده کاهش پیدا کرده است. هر دو تغییر در این المان‌ها نشان دهنده کاهش نرخ خوردگی می­باشد(23،24). بنابراین مشاهده می­شود که با افزایش مقدار عصاره گال درخت بید نرخ خوردگی کاسته شده و تاثیر بازدارندگی عصاره گال درخت بید افزایش پیدا می­کند.

 

شکل6- تغییرات ظرفیت خازن و مقاومت نقل و انتقال بار بر حسب مقدار عصاره گال درخت بید

با توجه به شکل 7 مشاهده می­شود که با افزایش مقدار بازدارنده در الکترولیت، تاثیر بازدارندگی آن افزایش پیدا کرده است. این موضوع نشان دهنده این مهم می­باشد که روند بازدارندگی این ترکیب بر اساس تشکیل فیلم محافظ بوده و با افزایش غلظت بازدارنده در الکترولیت، ضخامت و انسجام فیلم تشکیل شده افزایش پیدا می­کند که نتیجه آن بهبود تاثیر بازدارندگی می­باشد.

 

شکل7- تغییر اثیر بازدارندگی بر حسب مقدار عصاره گال درخت بید

2-2- آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک

شکل 8 منحنی های پلاریزاسیون پتانسویدینامیک مربوط به فولاد st37 در داخل الکترولیتی با غلظت‌های مختلفی از بازدارنده را نشان می­دهد. به منظور بررسی پارامتر‌های سینتیکی و ترمودینامیکی واکنش‌های الکتروشیمیایی که در سطح الکترود رخ می­دهد، با استفاده از روش برون­یابی تافلی، مقادیر سینتیکی و ترمودینامیکی واکنش‌های الکتروشیمیایی حاصل از این آزمون را استخراج شده و در جدول 4 گزارش شدند. با توجه به شکل 8 مشخص است که افزودن غلظت‌های مختلفی از عصاره گال درخت بید در الکترولیت HCl 1M باعث شده است که شاخه‌های کاتدی و آندی به سمت مقادیر کمتر چگالی جریان انتقال پیدا کنند. چگالی جریان خوردگی با استفاده از روش برون‌یابی تافلی محاسبه شده و مشاهده می­شود که حضور عصاره گال درخت بید باعث کاهش چشم­گیر icorr شده است. این اتفاق نشان دهنده کاهش سرعت خوردگی در اثر افزودن عصاره گال درخت بید می­باشد. از طرفی با توجه به منحنی‌های ارائه شده در شکل 8 مشاهده می­شود که در اثر

حضور عصاره گال درخت بید هر دو شاخه آندی و کاتدی دچار تغییر شده­اند که این موضوع نشان دهنده این مهم است که حضور این عصاره باعث ایجاد تغییر در هر دو واکنش کاتدی (مانند احیای هیدروژن) و آندی (مانند انحلال فلز) شده است. با توجه به جدول 4 مشاهده می­شود که تغییرات پتانسیل خوردگی Ecorr الکترود کار در اثر حضور عصاره گال درخت بید چشم­گیر نیست. طبق گزارشات ارائه شده مشخص شده است که در صورتی که تغییر پتانسیل الکترود کار در اثر افزودن بازدارنده اگر کمتر از mV 85 باشد به این معنی است که بازدارنده افزوده شده از نوع بازدارنده‌های مختلط است. به عبارتی این بازدارنده هر دو واکنش‌های آندی و کاتدی را تحت تاثیر قرار می­دهند. از طرفی پتانسیل خوردگی حاصل شده از آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نشان دهنده رفتار ترمودینامیکی واکنش‌های الکتروشیمیایی است(12،25). مشخص شده است که هر چه مقدار پتانسیل خوردگی مثبت­تر شود، رفتار ترمودینامیکی انجام واکنش‌های خوردگی نجیب­تر شده و میل ترمودینامیکی نمونه برای انجام واکنش‌های الکتروشیمیایی و خوردگی کاهش پیدا می­کند. این در حالی است که اگر تغییرات پتانسیل خوردگی کمتر از mV 85 باشد، در این شرایط می­توان از تغییرات آن صرف نظر کرد و ادعا کرد که در اثر افزودن بازدارنده تغییری در رفتار ترمودینامیکی واکنش‌های الکتروشیمی صورت نگرفته است(23،24،26-29). تغییرات شاخه‌های آندی و کاتدی نشان­دهنده تغییر در مکانیزم انجام واکنش‌های خوردگی می­باشد. اگر تغییرات شاخه‌های تافلی (آندی و یا کاتدی) بیشتر از mV/Decade 85 بیشتر باشد، می­توان گفت که در اثر افزودن بازدارنده مکانیزم انجام واکنش‌‌های کاتدی و یا آندی تغییر پیدا کرده است(23،24). با توجه به جدول 4 مشاهده می­شود که تغییرات چشم­گیری در aβ و cβ ایجاد نشده است که این موضوع نشان دهنده این مهم می­باشد که افزودن این بازدارنده باعث ایجاد تغییر در مکانیزم خوردگی و واکنش‌های آندی و کاتدی نشده است، بلکه حضور این بازدارنده باعث شده است که سرعت انجام این واکنش‌ها کاهش یابد(30).

 

 

شکل8- منحنی‌های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نمونه­های غوطه­ور شده در الکترولیت‌های شامل مقادیر مختلف عصاره گال درخت بید

 

جدول4- داده‌های سینتیکی استخراج شده از آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک توسط روش تافل

 

Sample	I(mA/cm2)	E(mV)	βa (mV.decade-1)	βc (mV.decade-1)	θ	Eff (%)
0 ppm	0.00631	-526	135	-87	-	-
100 ppm	0.002089	-524	143	-87	0.668869	66.88689
200 ppm	0.001413	-522	141	-86	0.776128	77.61279
400 ppm	0.000813	-528	149	-85	0.871175	87.1175
800 ppm	0.000275	-526	148	-89	0.956348	95.63484
1200 ppm	0.000263	-524	140	-85	0.958313	95.83131

 

با توجه به جدول4 مشاهده می­شود که میزان بازده بازدارندگی عصاره گال درخت بید برای فولاد st37 در محیط HCl 1M در مقدار 1200 ppm به بیشترین مقدار خود یعنی 8/95 درصد رسید. با افزایش مقدار عصاره گال درخت بید در داخل HCl 1M، میزان پوشش سطح توسط این عصاره افزایش پیدا کرده و در نهایت یک فیلم محافظ با ضخامت مناسب بر روی الکترود کار تشکیل می‌شود. این مساله را می­توان با استفاده از میزان پوشانندگی سطح الکترود یا θ بررسی کرد. با افزایش میزان θ میزان بازدارندگی نیز بهبود پیدا می­کند(31). مقادیر θ (میزان پوشانندگی سطح الکترود کار توسط عصاره گال درخت بید) با استفاده از رابطه 6 محاسبه می­شود.

رابطه6:

که در این رابطه θ میزان پوشش سطح توسط فیلم تشکیل‌شده از بازدارنده و i چگالی جریان خوردگی در حضور و عدم حضور بازدارنده می­باشد. مقادیر θ در جدول 4 ارائه شده است.

شکل 9 و 10 تغییرات مقادیر چگالی جریان خوردگی، پتانسیل خوردگی و بازده بازدارنده بر اساس تغییرات غلظت عصاره گال درخت بید را نشان می­دهد. با توجه به نتایج ارائه شده در این تصاویر مشاهده می­شود که با افزایش بیشتر غلظت بازدارنده تا ppm 1200 مقدار بازده بازدارنده بهبود پیدا کرده است که این موضوع نشان دهنده جذب بیشتر در سطح و بهبود بازدارندگی در غلظت‌های بیشتر می­باشد. از طرفی مشاهده می­شود که چگالی جریان خوردگی با افزایش بیشتر بازدارنده کاهش پیدا می­کند که نشان دهنده کاهش نرخ خوردگی و تاثیر بازدارنده بر خواص سینتیکی واکنش‌های الکتروشیمیایی خوردگی می­باشد. مشخص است که در حضور غلظت‌های بیشتر بازدارنده، سینتیک انجام واکنش‌های الکتروشیمیایی کند شده و نرخ خوردگی کاهش پیدا می­کند. از طرفی مشاهده می­شود که مقدار پتانسیل خوردگی در اثر افزودن غلظت‌های مختلفی از بازدارنده تغییرات چشم­گیری از خود نداشته­اند (کمتر از  mV 85) که قابل چشم­پوشی می­باشد.

 

شکل9- تغییرات چگالی جریان خوردگی و پتانسیل خوردگی بر حسب مقدار عصاره گال درخت بید

 

شکل 10- تغییرات بازده بازدارنده بر حسب مقدار عصاره گال درخت بید

3- آزمون کاهش وزن

یکی از کارآمدترین و ارزان­ترین روش‌های بررسی عملکرد بازدارنده استفاده از آزمون کاهش وزن است. این روش یک دید کلی از عملکرد بازدارندگی ارائه می­کند. کلیات این روش به این صورت است که نمونه­ها با استفاده از ترازو با دقت بالا وزن شده و سپس در الکترولیت شامل و فاقد بازدارنده غوطه­ور می­شود. پس از گذشت زمان‌های مشخص نمونه­ها از محلول خارج شده و پس از تمیز کاری محصولات خوردگی، مجددا توزین می­شوند. در نهایت اختلاف وزن‌های ثبت شده برای هر الکترولیت (شامل و فاقد بازدارنده)، نشان دهنده یک معیار از نرخ خوردگی هر الکترولیت است که با استفاده از این داده‌ها می­توان تاثیرگذاری بازدارنده را محاسبه کرد(32). در این پژوهش نیز در مدت زمان‌های مختلفی آزمون کاهش وزن برای غلظت‌های مختلفی از بازدارنده صورت گرفته است. نتایج این بررسی در شکل 11 نشان داده شده است. با توجه به نتایج ارائه شده در این آزمون مشاهده می­شود که مقدار وزن از دست رفته نمونه‌های فاقد بازدارنده در هر بار اندازه­گیری با شیبی بیشتر از نمونه‌های شامل بازدارنده افزایش پیدا کرده است. این در حالی است که در هر بار اندازه­گیری برای نمونه‌های شامل بازدارنده، کاهش وزن نسبت به نمونه ها فاقد بازدارنده کمتر بوده است. کاهش مقدار میزان وزن از دست رفته با افزایش مقدار عصاره گال درخت بید مشهود می­باشد. از طرفی مشخص است که با افزایش زمان غوطه­وری میزان وزن از دست رفته برای تمام نمونه‌ها افزایش پیدا کرده است. این درحالی است که شیب افزایش میزان وزن از دست رفته برای نمونه فاقد بازدارنده بسیار بیشتر از نمونه‌های شامل بازدارنده می­باشد. با توجه به شکل 11 مشاهده می­شود که با افزایش مدت زمان غوطه­وری، بازده بازدارنده افزایش بیشتری نسبت به زمان‌های اولیه غوطه­وری دارد. این موضوع نشان دهنده این مهم می­باشد که در مدت زمان‌های بیشتر، فرصت کافی برای جذب بیشتر بازدارنده وجود داشته و بازده بازدارنده در مدت زمان‌های بیشتر، بالاتر می­باشد.

 

شکل11- الف) تغییرات میزان وزن از دست رفته برای نمونه­های مختلف ب) تغییرات بازده بازدارنده با تغییرات زمان غوطه­وری و غلظت‌های مختلف بازدارنده

4- ایزوترم جذب

ایزوترم­های جذب، مدلهای معتبری جهت بررسی مکانیزم جذب بازدارنده در سطح فلز می­باشند. با توجه به نتایج به دست آمده از نتایج آزمون پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، مدل‌های مختلف ایزوترم جذب برای این بازدارنده بررسی شد. از میان ایزوترم‌های مختلف، ایزوترم Langmuir مناسب‌ترین مدل ایزوترم‌های جذب بود که رابطه 7 مربوط به این ایزوترم می­باشد(33).

رابطه7:

که در این رابطه θ میزان پوشش سطح توسط بازدارنده، Kads ثابت جذب و C غلظت بازدارنده می­باشد.

با توجه به شکل 12 مشخص است که نمودار C/θ بر حسب C ارتباط خطی با یکدیگر دارند که از ویژگی‌های ایزوترم لانگمویر است. تغییرات خطی C/θ بر حسب C نشان­دهنده جذب ساده عصاره گال درخت بید بر سطح فلز مورد بررسی می­باشد(34). به منظور بررسی رفتار ترمودینامیکی جذب بازدارنده بر روی سطح الکترود کار از رابطه ونت-هوف (Van’t Hoff) استفاده شد(35). این رابطه به شرح زیر است:

رابطه8:

که در این رابطه R ثابت گاز‌ها، T دمای انجام واکنش و  انرژی آزاد گیبس برای جذب بازدارنده می­باشد.

با توجه به مقادیر ترمودینامیکی درج شده در شکل 12 مشخص است که  برای جذب عصاره گال درخت بید بر سطح فولاد st37 یک مقدار منفی است. منفی­بودن این پارامتر نشان­دهنده جذب بازدارنده به صورت­ خود به خودی می­باشد. 

 

شکل12- تغییرات C/θ برای C برای عصاره گال درخت بید در الکترولیت HCl 1 M

با توجه به گزارشات ارائه شده مشخص شده است که اگر تغییرات انرژی آزاد گیبس برای جذب یک بازدارنده از مقدار kj 20- مثبت‌تر باشد به این معنی است که جذب این بازدارنده به صورت فیزیکی می­باشد و اگر این مقدار kj 40- منفی‌تر باشد نشان­دهنده این مهم است که جذب این بازدارنده از نوع شیمیایی می­باشد. با توجه به مقادیر  محاسبه شده برای عصاره گال درخت بید (kj3154/7 -) مشاهده می­شود که جذب این بازدارنده از نوع فیزیکی است(36).

5- مطالعات سطح الکترود

به منظور مشاهده تاثیر حضور بازدارنده در وقوع خوردگی در سطح الکترود کار از میکروسکوب الکترونی روبشی استفاده شد. نتایج این بررسی در شکل 13 ارائه شده است. با توجه به تصاویر مشخص است که نمونه فاقد بازدارنده به شدت توسط الکترولیت مورد حمله قرار گرفته و سطح نمونه‌ها دچار خوردگی شده است. مشخص است که سطح نمونه‌ها بعد از افزودن عصاره گال درخت بید به داخل الکترولیت، دارای صافی بیشتری نسبت به حالت بدون بازدارنده هستند. این مشاهدات نشان می­دهندکه این عصاره باعث تشیکل یک فیلم بر سطح الکترود شده و در نهایت منجر به حفاظت از خوردگی سطح الکترود شده است. سطوح حفاظت شده توسط فیلم تشکیل شده از عصاره گال درخت بید در برابر نفوذ یون‌های مهاجمی مانند Cl- مقاومت بیشتری را از خود نشان داده­اند. در نهایت مشخص است که سطح الکترود مورد آزمایش در این پژوهش توسط این عصاره حفاظت می­شود که این نتایج در تست‌های الکتروشیمیایی و آزمون کاهش وزن نیز تایید شده است.

 

شکل13- الف) سطح نمونه‌های غوطه­ور شده در الکترولیت HCl 1M پس از 8 ساعت الف) نمونه فاقد بازدارنده ب) نمونه دارای ppm 1200  بازدارنده

 

نتیجه گیری

1- تست‌های الکتروشیمیایی نشان دادند که عصاره گال درخت بید می­تواند به عنوان بازدارنده مختلط برای خوردگی فولاد st37 در الکترولیت HCL 1M مورد استفاده قرار گیرد.

2-نتایج آنالیز FTIR نشان داد که عصاره گال درخت بید دارای ترکیبات و پیوند‌هایی می­باشد که می­توانند بازدارنده باشند.

3- بر اساس داده‌های  EISمشخص شده است که بیشترین بازدارندگی در مقدار ppm 1200 به اندازه 4/92 درصد می­باشد.

4- بر اساس داده‌های PDP مشخص شده است که بیشترین بازدارندگی در مقدار ppm 1200 به اندازه 8/95 درصد می­باشد.

5- بر اساس داده‌های آزمون کاهش وزن مشخص شده است که بیشترین بازدارندگی در مقدار ppm 1200 به اندازه 95 درصد می­باشد.

6- نتایج مطالعه سطح نمونه توسط میکروسکوب الکترونی روبشی نشان داد که عصاره گال درخت بید می­تواند برای سطح فولاد st37 در داخل الکترولیت HCl 1M بازدارنده باشد که این نتایج در آزمون‌های الکتروشیمیایی و کاهش وزن نیز تایید شد.

7- مشخص شد که مدل جذب این عصاره بر روی الکترود از ایزوترم لانگمویر پیروی می­کند و جذب این ترکیب بر روی فولاد st37 به صورت فیزیکی می­باشد.

8- نوع این بازدارنده از نوع مختلط بوده و بر روی هر دو واکنش آندی و کاتدی تاثیرگذار است.

ملاحظات اخلاقی پیروی از اصول اخلاق پژوهش

همکاری مشارکت­کنندگان در تحقیق حاضر به صورت داوطلبانه و با رضایت آنان بوده است.

حامی مالی

هزینه­ تحقیق حاضر توسط نویسندگان مقاله تامین شده است.

مشارکت نویسندگان

انجام آزمایش‌ها: عرفان مهدی‌‎پور رابری.

تحلیل داده­ها و نتایج: عرفان مهدی‌پور رابری، سید مهدی کارآموز.

نگارش نهایی: عرفان مهدی‌پور رابری، سید مهدی کارآموز.

تعارض منافع

بنابر اظهار نویسندگان، مقاله حاضر فاقد هرگونه تعارض منافع بوده است.

 

 

 

 

 

References

1.        Du YT, Wang HL, Chen YR, Qi HP, Jiang WF. Synthesis of baicalin derivatives as eco-friendly green corrosion inhibitors for aluminum in hydrochloric acid solution. J Environ Chem Eng [Internet]. 2017;5(6):5891–901. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S2213343717305626

2.        Qiang Y, Zhang S, Tan B, Chen S. Evaluation of Ginkgo leaf extract as an eco-friendly corrosion inhibitor of X70 steel in HCl solution. Corros Sci [Internet]. 2018;133:6–16. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X17317663

3.        Kowsari E, Arman SY, Shahini MH, Zandi H, Ehsani A, Naderi R, et al. In situ synthesis, electrochemical and quantum chemical analysis of an amino acid-derived ionic liquid inhibitor for corrosion protection of mild steel in 1M HCl solution. Corros Sci [Internet]. 2016;112:73–85. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X16303456

4.        El-Etre AY, Abdallah M, El-Tantawy ZE. Corrosion inhibition of some metals using lawsonia extract. Corros Sci [Internet]. 2005;47(2):385–95. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X04001957

5.        Mehdipour M, Ramezanzadeh B, Arman SY. Electrochemical noise investigation of Aloe plant extract as green inhibitor on the corrosion of stainless steel in 1M H2SO4. J Ind Eng Chem [Internet]. 2015;21:318–27. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1226086X14001282

6.        Deyab MA. Egyptian licorice extract as a green corrosion inhibitor for copper in hydrochloric acid solution. J Ind Eng Chem [Internet]. 2015;22:384–9. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1226086X14003803

7.        Nwankwo MO, Offor PO, Neife SI, Oshionwu LC, Idenyi NE. Amaranthus cordatus as a green corrosion inhibitor for mild steel in H 2 SO 4 and NaCl. J Miner Mater Charact Eng. 2014;2014.

8.        Hu K, Zhuang J, Ding J, Ma Z, Wang F, Zeng X. Influence of biomacromolecule DNA corrosion inhibitor on carbon steel. Corros Sci [Internet]. 2017;125:68–76. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X17302871

9.        Mahross MH, Naggar AH, Elnasr TAS, Abdel-Hakim M. Effect of rice straw extract as an environmental waste corrosion inhibitor on mild steel in an acidic media. Chem Adv Mater. 2016;1(1).

10.        Umoren SA, Eduok UM, Solomon MM, Udoh AP. Corrosion inhibition by leaves and stem extracts of Sida acuta for mild steel in 1M H2SO4 solutions investigated by chemical and spectroscopic techniques. Arab J Chem [Internet]. 2016;9:S209–24. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S187853521100092X

11.        Pradityana A, Sulistijono, Shahab A, Chyntara S. Eco-friendly green inhibitor of mild steel in 3, 5\% NaCl solution by Sarang Semut (Myrmecodia Pendans) extract. In: AIP Conference Proceedings. 2014. p. 161–4.

12.        Sastri VS. Green corrosion inhibitors: theory and practice. John Wiley \& Sons; 2012.

13.        Cornell RM, Schwertmann U, others. The iron oxides: structure, properties, reactions, occurrences, and uses. Vol. 664. Wiley-vch Weinheim; 2003.

14.        Prusty K, Barik S, Swain SK. Chapter 13 - A Corelation Between the Graphene Surface Area, Functional Groups, Defects, and Porosity on the Performance of the Nanocomposites. In: Jawaid M, Bouhfid R, el Kacem Qaiss A, editors. Functionalized Graphene Nanocomposites and their Derivatives [Internet]. Elsevier; 2019. p. 265–83. (Micro and Nano Technologies). Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/B9780128145487000131

15.        Nandiyanto ABD, Oktiani R, Ragadhita R. How to read and interpret FTIR spectroscope of organic material. Indones J Sci Technol. 2019;4(1):97–118.

16.        EW BP, Guliet D, Queiroz E F, Wolfender JL, Cholies Z N, Hostettmann K, et al. ISOLATION OF MALE ANTIFERTILITY COMPOUND IN N-BUTANOL FRACTION OF JUSTICIA GENDARUSSA BURM. F. LEAVES. Folia Medica Indones. 2009;45(1).

17.        Qiang Y, Guo L, Zhang S, Li W, Yu S, Tan J. Synergistic effect of tartaric acid with 2, 6-diaminopyridine on the corrosion inhibition of mild steel in 0.5 M HCl. Sci Rep. 2016;6(1):33305.

18.        Tao Z, He W, Wang S, Zhou G. Electrochemical study of cyproconazole as a novel corrosion inhibitor for copper in acidic solution. Ind \& Eng Chem Res. 2013;52(50):17891–9.

19.        López DA, Simison SN, de Sánchez SR. Inhibitors performance in CO2 corrosion: EIS studies on the interaction between their molecular structure and steel microstructure. Corros Sci [Internet]. 2005;47(3):735–55. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X04001787

20.        Shahrabi T, Tavakholi H, Hosseini MG. Corrosion inhibition of copper in sulphuric acid by some nitrogen heterocyclic compounds. Anti-Corrosion Methods Mater. 2007;54(5):308–13.

21.        Tavakoli H, Shahrabi T, Hosseini MG. Synergistic effect on corrosion inhibition of copper by sodium dodecylbenzenesulphonate (SDBS) and 2-mercaptobenzoxazole. Mater Chem Phys [Internet]. 2008;109(2):281–6. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0254058407006992

22.        Qiang Y, Zhang S, Xu S, Li W. Experimental and theoretical studies on the corrosion inhibition of copper by two indazole derivatives in 3.0% NaCl solution. J Colloid Interface Sci [Internet]. 2016;472:52–9. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0021979716301655

23.        Ferdosi Heragh M, Tavakoli H. Electrochemical Properties of a New Green Corrosion Inhibitor Derived from Prosopis farcta for St37 Steel in 1 M Hydrochloric Acid. Met Mater Int [Internet]. 2020;26(11):1654–63. Available from: https://doi.org/10.1007/s12540-019-00453-6

24.        Heragh MF, Tavakoli H. Synergetic effect of the combination of Prosopis Farcta extract with sodium dodecyl sulfate on corrosion inhibition of St37 steel in 1M HCl medium. J Mol Struct [Internet]. 2021;1245:131086. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0022286021012175

25.        Fontana MJ. Corrosion engineering. 2nd ed, Mac-Hill. 1987.

26.        Satapathy AK, Gunasekaran G, Sahoo SC, Amit K, Rodrigues P V. Corrosion inhibition by Justicia gendarussa plant extract in hydrochloric acid solution. Corros Sci [Internet]. 2009;51(12):2848–56. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X09003679

27.        Abd El-Lateef HM, Abo-Riya MA, Tantawy AH. Empirical and quantum chemical studies on the corrosion inhibition performance of some novel synthesized cationic gemini surfactants on carbon steel pipelines in acid pickling processes. Corros Sci [Internet]. 2016;108:94–110. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X16301044

28.        Haque J, Ansari KR, Srivastava V, Quraishi MA, Obot IB. Pyrimidine derivatives as novel acidizing corrosion inhibitors for N80 steel useful for petroleum industry: A combined experimental and theoretical approach. J Ind Eng Chem [Internet]. 2017;49:176–88. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S1226086X17300412

29.        Srivastava V, Haque J, Verma C, Singh P, Lgaz H, Salghi R, et al. Amino acid based imidazolium zwitterions as novel and green corrosion inhibitors for mild steel: Experimental, DFT and MD studies. J Mol Liq [Internet]. 2017;244:340–52. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0167732217312278

30.        Abdallah M. Rhodanine azosulpha drugs as corrosion inhibitors for corrosion of 304 stainless steel in hydrochloric acid solution. Corros Sci [Internet]. 2002;44(4):717–28. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X01001007

31.        Kumar RS, Chandrasekaran V. Sargassum wightii extract as a green inhibitor for corrosion of brass in 0.1 N phosphoric acid solution. Orient J Chem. 2015;31(2):939–49.

32.        Qu Q, Li L, Bai W, Jiang S, Ding Z. Sodium tungstate as a corrosion inhibitor of cold rolled steel in peracetic acid solution. Corros Sci [Internet]. 2009;51(10):2423–8. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X09002923

33.        Qiang Y, Zhang S, Xu S, Yin L. The effect of 5-nitroindazole as an inhibitor for the corrosion of copper in a 3.0\% NaCl solution. Rsc Adv. 2015;5(78):63866–73.

34.        Bard A and LF. Electrochemical Methods. 1980.

35.        Tang L, Mu G, Liu G. The effect of neutral red on the corrosion inhibition of cold rolled steel in 1.0 M hydrochloric acid. Corros Sci [Internet]. 2003;45(10):2251–62. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X03000465

36.        Sığırcık G, Tüken T, Erbil M. Assessment of the inhibition efficiency of 3,4-diaminobenzonitrile against the corrosion of steel. Corros Sci [Internet]. 2016;102:437–45. Available from: https://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0010938X15301359

 

 

---