بررسی قرص متورال به‌عنوان بازدارنده‏ای مؤثر و جدید برای جلوگیری از خوردگی فولاد نرم در محیط اسیدی

محورهای موضوعی : فصلنامه علمی - پژوهشی مواد نوین

فاطمه محمدی نژاد ¹ , مهدی شهیدی زندی ² , سیدمحمدعلی حسینی ³ , محمدجواد بهرامی ⁴

1 - فارغ التحصیل کارشناسی ارشد، دانشگاه شهید باهنر کرمان
2 - دانشیار شیمی‌فیزیک، گروه شیمی، واحد کرمان، دانشگاه آزاد اسلامی ، کرمان، ایران
3 - استاد دانشگاه شهید باهنر کرمان
4 - استادیار دانشگاه فرهنگیان استان کرمان

تاریخ دریافت : 1397/02/26 تاریخ پذیرش : 1397/11/11 تاریخ انتشار : 1397/11/01

کلید واژه: فولاد نرم, طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی, پلاریزاسیون پتانسیودینامیک, فسفریک اسید, متورال,

چکیده مقاله :

در این پژوهش اثر بازدارندگی قرص متورال بر خوردگی فولاد نرم در محیط فسفریک اسید 5/0مولار به روش‌های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی و تصویر برداری میکروسکوپ الکترونی رویشی بررسی شده است. بیشترین بازده بازدارندگی این دارو مربوط به غلظت ppm300 آن می‌باشد. با افزایش دما بازده بازدارنده‌گی به طور محسوسی کاهش می‌یابد. نتایج امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که با افزایش غلطت بازدارنده، مقاومت انتقال بار افزایش و ظرفیت لایه دوگانه کاهش می‌یابد. اندازه‌گیری‌های حاصل از پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نشان داد که بازدارنده از نوع مختلط بوده و با افزایش غلظت بازدارنده چگالی جریان خوردگی کاهش می‌یابد. نتایج حاصل از روش‌های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و امپدانس الکتروشیمیایی در توافق با هم می‌باشند. بررسی هم‌دماهای جدب سطحی متفاوت نشان داد که جذب بازدارنده بر روی سطح آلیاژ از هم‌دمای جذب لانگمویر پیروی می‌کند. بررسی پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد که پدیده ی جذب فرآیندی گرماده، خودبه خودی و همراه با کاهش آنتروپی می‌باشد. با افزایش دما بازده بازدارنده‌گی به طور محسوسی کاهش می‌یابد. نتایج امپدانس الکتروشیمیایی نشان داد که با افزایش غلطت بازدارنده، مقاومت انتقال بار افزایش و ظرفیت لایه دوگانه کاهش می‌یابد. اندازه‌گیری‌های حاصل از پلاریزاسیون پتانسیودینامیک نشان داد که بازدارنده از نوع مختلط بوده و با افزایش غلظت بازدارنده چگالی جریان خوردگی کاهش می‌یابد. نتایج حاصل از روش‌های پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و امپدانس الکتروشیمیایی در توافق با هم می‌باشند. بررسی هم‌دماهای جدب سطحی متفاوت نشان داد که جذب بازدارنده بر روی سطح آلیاژ از هم‌دمای جذب لانگمویر پیروی می‌کند. بررسی پارامترهای ترمودینامیکی نشان داد که پدیده ی جذب فرآیندی گرماده، خودبه خودی و همراه با کاهش آنتروپی می‌باشد.
واژه‌های کلیدی : طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، فسفریک اسید، فولاد نرم، متورال.

چکیده انگلیسی:

In this study, the inhibition effect of metoral tablet as corrosion inhibitor for mild steel in 0.5 M phosphoric acid solution was investigated using potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy, and the scaning electron microscopy techniques. The results showed that the maximum inhibition efficiency of this drug was found to be 300 ppm, and decreased with the increase in temperature for all of the solutions. Potentiodynamic polarization curves indicated that the inhibitor acts as mixed-type inhibitor and the corrosion current density decreased with increasing the inhibitor concentration. The results obtained from analysis of EIS data was in good agreement with those achieved by the polarization measurements. The adsorption studies indicated that the adsorption of the inhibitor on the alloy surface obeys Langmuir adsorption isotherm.The adsorption process is spontaneous and exothermic process and the entropy of adsorption in this solutions decreases.

Keywords: Electrochemical Impedance Spectroscopy, Potentiodynamic Polarization, Phosphoric Acid, Mild Steel, Metoral.

منابع و مأخذ:

References:
1- زمانیان، ر. خوردگی و روش‏های کنترل آن. چاپ پنجم، انتشارات دانشگاه تهران، 1391.

2- گلعذار، م. ع. روش‏های بازرسی و نظارت بر خوردگی. چاپ دوم، انتشارات ارگان دانش، 1387.

3-علی زاده  طوسی، م. ت. خوردگی فلزات و جلوگیری از آن. چاپ دوم، انتشارات مهتاب،1360.

4-پاشایی فرد مقدم، ف. خوردگی فلزات و آلیاژها. چاپ اول، انتشارات دانشگاه تهران، 1354.

[5] Roberge, PR. Handbook of Corrosion Engineering, Mc. Graw-Hill Companies, New York, 1999.      

[6] Bahrami, MJ.; Hosseini, SM.; Pilvar, P. Experimental and theoretical investigation of organic compounds as inhibitors for mild steel corrosion in sulfuric acid medium. Corros. Sci. 2010, 52, 2793-2803.
 

[7] Ashrafi, A.; Golozar, MA.; Mallakpour, S. EIS investigation of passive film formation on mild steel in oxalic acid solution. J. Appl. Electrochem. 2008, 38, 225-229.

[8] Hosseini, SM.; Azimi, A. The inhibition of mild steel corrosion in acidic medium by 1-methyl-3-pyridin-2-yl-thiourea. Corros. Sci. 2009, 51, 728-732.

[9] Ahamad, I.; Khan, S.; Ansari, KR.; Quraishi, MA. Primaquine: A pharmaceutically active compound as corrosion inhibitor for mild steel in hydrochloric acid solution.  J. Chem. Pharm. Res. 2011, 3, 703-717.      

[10] Giacomelli, FC.; Amadori, MF.; Schmidt, V.; Spinelli, A. Inhibitor effect of succinic acid on the corrosion resistance of mild steel: electrochemical, gravimetric and optical microscopic studies. Mater. Chem. Phys. 2004, 83, 124-128.

[11] Fouda, AS.; Mostafa, HA.; El-Abbasy, HM. Antibacterial drugs as inhibitors for the corrosion of stainless steel type 304 in HCl solution. J. Appl. Electrochem. 2010, 40, 163-173.

[12] Obot, IB.; Obi-Egbedi, NO.; Umoren, SA. Antifungal drugs as corrosion inhibitors for aluminium in 0.1 M HCl. Corros. Sci. 2009, 51, 1868-1875.        

[13] Fouda, AS.; Al-Sarawy, AA.; Ahmed, FS. El-Abbasy HM. Corrosion inhibition of aluminum 6063 using some pharmaceutical compounds. Corros. Sci. 2009, 51, 485–492.

[14] Bentiss, F.; Traisnel, M.; Lagrenee, M. The substituted 1, 3, 4-oxadiazoles: a new class of corrosion inhibitors of mild steel in acidic media. Corros. Sci. 2000, 42, 127-146.

[15] Outirite, M.; Lagrenée, M.; Lebrini, M.; Traisnel, M.; Jama, C.; Vezin, H.; Bentiss, F. ac impedance, X-ray photoelectron spectroscopy and density functional theory studies of 3, 5-bis (n-pyridyl)-1, 2, 4-oxadiazoles as efficient corrosion inhibitors for carbon steel surface in hydrochloric acid solution. Electrochim. Acta 2010, 55, 1670-1681.

[16] Safizadeh, F.; Lafront, A.M.; Ghali, E.; Houlachi, G. An investigation of the influence of selenium on copper deposition during electrorefining using electrochemical noise analysis. J. Hydromet. 2012, Jan. 111, 29-34.         

[17] Elkadi L, Mernari B, Traisnel M, Bentiss F, Lagrenee M. The inhibition action of 3, 6-bis (2-methoxyphenyl)-1, 2-dihydro-1, 2, 4, 5-tetrazine on the corrosion of mild steel in acidic media. Corros. Sci. 2000, Apr. 42, 703-719.

[18] Wang, L. Inhibition of mild steel corrosion in phosphoric acid solution by triazole derivatives. Corros. Sci. 2006, Mar. 48, 608-616.      

[19] Zhang, DQ.; Cai, QR.; He, XM.; Gao, L.X.; Kim, G.S. Corrosion inhibition and adsorption behavior of methionine on copper in HCl and synergistic effect of zinc ions. Mater. Chem. Phys. 2009, 114, 612-617.

[20] Do, DD. Adsorption Analysis: Equilibria and Kinetics :( With CD Containing Computer Matlab Programs). World. Sci.1998.        

[21] Qu, Q.; Hao, Z.; Li, L.; Bai, W.; Liu, Y.; Ding, Z. Synthesis and evaluation of Tris-hydroxymethyl-(2-hydroxybenzylidenamino)-methane as a corrosion inhibitor for cold rolled steel in hydrochloric acid. Corros.Sci. 2009, 51, 569-574.

[22] Bouklah, M.; Hammouti, B.; Lagrenee, M.; Bentiss, F. Thermodynamic properties of 2, 5-bis (4-methoxyphenyl)-1, 3, 4-oxadiazole as a corrosion inhibitor for mild steel in normal sulfuric acid medium. Corros.Sci. 2006, 48, 2831-2842.

[23] Golestani G.; Shahidi M.; Ghazanfari D.; Electrochemical evaluation of antibacterial drugs as environment-friendly inhibitors for corrosion of carbon steel in HCl solution, Appl. Surf. Sci. 2014, 308, 347-362.

 [24] ا. فاضل، م. نصر اصفهانی، م. زنده دل، عملکرد بازدارندگی لایه نازک خود مجتمع ایمیدازول مورد استفاده در پوشش هیبریدی آلی-معدنی برای جلوگیری از خوردگی فولاد ساده کربنی در محلول اسیدی, فصلنامه علمی-پژوهشی مواد نوین6 (2016) 61-74.

 [25] El Mehdi, B.; Mernari, B.; Traisnel, M.; Bentiss, F.; Lagrenee, M. Synthesis and comparative study of the inhibitive effect of some new triazole derivatives towards corrosion of mild steel in hydrochloric acid solution. Mate. Chem. Phys. 2003, 77, 489-496.        

 [26] Zhang, QB.; Hua, YX. Corrosion inhibition of mild steel by alkylimidazolium ionic liquids in hydrochloric acid. Electrochim. Acta. 2009, 54, 1881-1887.         

[27] Vashi, RT.; Champaneri, VA. Toluidines as corrosion inhibitors for zinc in sulphamic acid. Ind. J. Chem. Technol. 1997, 4, 180-184.    

[28] Qu, Q.; Hao, Z.; Jiang, S.; Li, L.; Bai, W. Synergistic inhibition between dodecylamine and potassium iodide on the corrosion of cold rolled steel in 0.1 M phosphoric acid. Mat. Corros. 2008, 59, 883-888.