Imidazol - lichid ionic polimeric (PIL) derivat ca inhibitor verde pentru inhibarea coroziunii oțelului ușor în HCl 1,0 M (experiment și studiu de calcul)

1. Introducere

Coroziunea suprafețelor metalice poate fi controlată sau redusă prin adăugarea de compuși chimici la mediul coroziv. Compușii adăugați sunt numiți inhibitori de coroziune.. Inhibitorii de coroziune diminuează rata de reducere catodică, oxidare anodică sau ambele. Acești compuși funcționează ca o peliculă protectoare pe suprafața metalului.

Lichidele ionice sunt una dintre cele mai promițătoare chimicale ale viitorului ale căror proprietăți unice sunt de interes in diverse domenii tehnologice precum chimia sintetică, electrochimia, chimia analitică, separarea și extracția etc.

Conform studiilor, moleculele polimerice absorbate pe suprafața metalică pot prezenta fenomenul de difuzie laterală la interfață solid / lichid. Această difuzie poate include mișcări browniene care transferă molecule polimerice de la suprafața metalului în alte părți ale suprafeței și chiar in solutie.

În acest studiu, un lichid ionic polimeric numit PIL a fost inițial sintetizat așa cum se arată în Fig. 1. Apoi, performanța sa de inhibare a coroziunii a fost evaluată pe oțel ușor în mediu acid clorhidric. Efectul concentrației PIL asupra eficienței inhibiției a fost verificat prin măsurători electrochimice și investigații morfologice de suprafață. Mai mult, am utilizat calculele DFT pentru a găsi interacțiunea suprafeței de oțel și a moleculei PIL sintetizate și pentru a prezenta un mecanism de inhibare excelent.

2. Experiment

2.1 Procesul de sinteză al inhibitorului Kowsari a sintetizat PIL în laborator.

Procesul de sinteză din PIL este prezentat în Fig. 2.

2.1.1 Sinteza monomerului PIL (3-butil-1-vinil imidazolium)

Conform fig. 2, 10 ml echivalent cu 0,49 g de imidazol de vinil și 10 ml echivalent cu 0,83 g de 1-bromobutan au fost agitate constant timp de 24 de ore sub Ar(g) la temperatura camerei. După finalizarea reacției, purificarea s-a efectuat folosind un solvent urmat de colectare și uscare în condiții de vid.

2.2 Pregătirea epruvetelor de oțel

În acest studiu s-au folosit bare cilindrice de oțel ușor cu secțiuni transversale de 0,1736 cm2 ca substrat pentru coroziune. Determinarea compoziției elementare a probelor de bare de oțel ușor folosind un spectrometru cu emisie de scânteie este prezentată în tabelul 1.

Toate suprafețele eșantionului au fost slefuite cu șmirghel din carbură de siliciu la diferite dimensiuni de granulație, variind între 180 și 3000. Probele au fost clătite cu apă distilată și uscate la aer. Suprafețele laterale ale barelor au fost sigilate cu straturi groase dintr-o bandă de etanșare a firului (bandă Teflon), astfel încât numai secțiunile transversale ale barei au fost expuse soluției acide.

Pentru fiecare măsurare, a fost pregătită și folosită o soluție proaspătă. Mediul electrolit de HCl [1 M] s-a făcut prin adăugarea de 37% HCl (grad analitic) la apă dublă distilată. Concentrația PIL a fost cuprinsă între 50 și 400 ppm în greutate în solvent HCl [1 M].