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Samanea萨曼提取的证据均匀吸附在钢表面抑制剂

*通信:

Kesavan Devarayan化学系,Dhirajlal甘地学院技术,萨勒姆,泰米尔纳德邦,印度,电话:+ 91 - 9940389665;电子邮件:dev.kesavan@gmail.com

文摘

在这项研究中,表面均匀吸附Samanea萨曼抑制剂的钢。第一次提到的抑制剂分子之间的相互作用和钢表面证据使用能源色散x射线光谱。减肥和电化学测量的研究显示,500 ppm的ethanolic提取Samanea萨曼抑制腐蚀的钢在盐酸1.0大约90%抑制效率。进一步的绿色缓蚀剂的adosorption发现符合朗缪尔吸附等温式的模型。

关键字

腐蚀;抑制;Samanea萨曼;EDS映射;绿色的抑制剂

介绍

钢的腐蚀是一个基本的问题已经收到学术界和工业的重要关注。一般钢结构的恶化是一个自发的和不可避免的过程。然而,它可以控制通过改善钢的耐腐蚀性能与合适的金属合金或采用合适的抑制剂。抑制钢材腐蚀的酸性媒体报道使用生物有机分子作为抑制剂是有效的。进一步这些生物抑制剂主要来源于经济的自然资源,如植物(1]。近年来,作者探讨了一些植物性有机抑制剂抑制腐蚀的钢在不同的腐蚀环境2- - - - - -6]。

在继续努力找到最有效的缓蚀剂,提取Samanea萨曼(美国萨曼)在本研究调查。美国萨曼通常被称为雨树和叶子在日落之后的关闭而闻名。美国萨曼栖息地的热带和亚热带国家,如印度、巴西和秘鲁(7]。传统上用于治疗肠道疾病,喉咙痛、胃疼胃和其他相关问题。美国萨曼对某些人是具有抗菌活性和植物病原真菌和细菌7- - - - - -10]。它也报告说美国萨曼有抗氧化和antiplasmodial属性(11- - - - - -13]。这棵树的植物化学的分析揭示了存在的生物碱、黄酮、萜类、单宁和皂苷(14- - - - - -16]。在这项研究中,ethanolic提取的叶子美国萨曼评估的潜在候选人抑制腐蚀的低碳钢在1 M盐酸(HCl)媒介。纳粹党卫军的抑制特征提取是评估通过减肥测量、电化学研究,吸附等温式。的能源色散x射线光谱学(EDS)技术来了解缓蚀剂分子的吸附和分配在低碳钢表面。

实验

提取剂

的抑制剂美国萨曼准备根据我们先前的研究[2,4]。总之,新鲜的叶子美国萨曼(1公斤)干7天在树荫下。然后干叶子细粉,浸泡在95%的乙醇为3天。然后溶剂蒸发真空下获得绿色油性沉淀(30.5 g)。

减肥的研究

本研究中使用的钢铁标本由C, 4.93%;锰、1.09%;是的,1.78,其余是铁。起初,钢铁标本磨损使用金刚砂表不同的成绩。然后标本用蒸馏水和丙酮洗净之后,在室温下干燥。在这项研究中,1.0盐酸,空白的解决方案是由稀释浓盐酸(默克,AR)使用双重蒸馏水。清洁钢标本盐酸浸泡在1.0 2小时在298 K。最初的样品的重量是指出我们和最后的重量是由w表示所有的实验进行了一式三份。类似于空白的测量,钢标本进行了空白的解决方案包含100,200,300,400,500 ppm的党卫军提取。抑制效率(%)、表面覆盖率(q)和腐蚀率(CR)计算使用以下方程(方程1 - 3)。

(1)

(2)

(3)

CR-corrosion速度(毫米/ y), W0-weight差异(g)减肥前后测量;A-exposed区域的标本,t-immersion时间(h)和D-density的标本(g / cm³)。

进一步减肥研究的结果被用来绘制不同的吸附等温线如朗缪尔吸附等温式(17]。此外,热化学参数如K_广告和ΔG_广告(kJ / g)。

使用传统的三电极电化学实验进行细胞组成的装配工作电极,铂电极作为计数器,饱和甘汞电极作为参考。钢试样的接触面积1×1厘米²作为一个工作电极。电化学阻抗光谱学(EIS)和塔菲尔极化测量进行使用CH6043b根据我们先前的研究[2,4]。

表面分析和元素的映射

钢的表面下标本观察房子- 5900扫描电镜(SEM)和试样表面的元素映射进行了使用x射线光谱分析(EDS) (表1)。

表1。腐蚀参数抑制钢铁腐蚀1.0 SS提取盐酸的298 K。

结果与讨论

减肥的研究

钢的体重测量标本在存在和缺乏党卫军抑制剂盐酸1.0所示图1和表2。的浓度美国萨曼抑制剂是100、200、300、400和500 ppm。空白溶液中腐蚀的速率为2.718毫米/ y。新增的100 ppm美国萨曼抑制剂,大大降低了腐蚀速率~ 3.4折。与增加进一步的实验美国萨曼抑制剂浓度逐渐降低了腐蚀速率的抑制效率89.4%浓度500 ppm。应该注意的是,使用的美国萨曼抑制剂浓度500 ppm之外几乎没有重大影响腐蚀的抑制作用。这种现象可以归因于抑制剂分子之间相互作用的饱和和钢铁表面。

表2。塔菲尔极化参数钢试样的存在和缺乏SS 298年1.0 M盐酸抑制剂

已经被广泛接受,复杂的腐蚀抑制过程通过物理或化学吸附或者有时。吸附的模式决定了表面保护的性质。因此,缓蚀剂分子的吸附在钢铁表面的知识是很重要的。在这个视图中,体重数据受到不同的吸附等温线,如朗缪尔Frumkin, Temkin和弗伦德里希吸附等温线。然而,观察线性关系只对朗缪尔吸附等温式相关系数为0.9971 (图2)。一般来说,朗缪尔吸附等温式包括单层吸附,吸附分子之间没有相互作用是由身体的力量。很明显,党卫军树叶组成的生物碱和类黄酮芳香环和电负性很高的原子,如氮、硫、氧的化学结构。因此,朗缪尔吸附等温式建议保护钢铁表面的缓蚀剂分子主要是通过物理吸附。

进一步的体重数据受到计算热化学平衡常数(K等参数_广告)和自由能源吸附(ΔG_广告)使用下列方程(方程4和5)。结果所示表1。

(4)

(5)

R是气体常数,T是温度,和55.5的值是水抑制剂的浓度的解决方案。在吸附过程中,如果ΔG_广告较小比-20.0 kJ / g然后通过物理吸附的抑制机制收益抑制剂分子表面的钢。如果ΔG_广告大于-20.0 kJ / g抑制是确定化学吸附的作用。在目前的研究中,ΔG_广告值从-16.4 kJ / g -18.0 kJ / g表示,抑制收益主要是通过物理吸附机制。的K_广告值确定的测试浓度从12.7 kJ / g 24.4 kJ / g (表1),这表明,腐蚀抑制作用美国萨曼提取所得通过静电作用与钢铁表面。

电化学研究

测量的塔菲尔极化结果存在和缺乏抑制剂所示表2和图2一个。应该注意的是,Icorr值为500 ppm解决方案的抑制剂是13倍低于空白的解决方案。阴极和阳极山坡上没有显著变化,表明钢解散机制不变(18]。进一步的Ecorr区别的塔菲尔曲线测量抑制剂的存在和没有小于±85 mV。上述结果表明,美国萨曼提取抑制阴极和阳极反应。因此,SS抑制剂可分为混合类型的抑制剂(19]。

EIS曲线(奈奎斯特图)测量存在和缺乏美国萨曼抑制剂所示表3和图2 b。性情depressed-semicircle观察曲线的测量存在和抑制剂的缺席。空白的R 'ct测量是11.1欧姆/厘米²。和Rct = 175.4欧姆/厘米²使用500 ppm的党卫军抑制剂进行测量。此外,双层电容(C_{戴斯。莱纳姆:})也计算方程(8)。

表3。EIS参数钢试样的存在和缺乏美国萨曼抑制剂在298 K 1.0盐酸。

(6)

在哪里f_马克斯是阻抗的虚分量的频率(- z”)是最大的。的C_{戴斯。莱纳姆:}测量值与抑制剂方案比空白测量(20折叠小表3)。这是归因于减少钢铁的介电常数的抑制剂分子(图3)。

表面分析

图4一来4 f展品的SEM形态和ED光谱擦伤钢铁、酸洗钢,钢处理500 ppm的抑制剂在1.0 M盐酸。上面的元素组成的标本了表4。刮擦的标本拥有一些划痕是在手动抛光(造成的图5一个)。很明显从SEM图像酸洗标本高度腐蚀与粗糙表面(图5 c)。标本处理美国萨曼抑制剂展品(表面光滑图5 e)。

表4。钢的元素成分的标本。

inhibitor-treated标本的表面受到使用EDS元素的映射。所示的结果表4和图5。应该注意的表4新鲜标本和酸洗标本包含元素“N”。然而,inhibitor-treated标本展出19.77%的N,即证据缓蚀剂分子的吸附表面的钢。

结论

本研究描述了ethanolic提取的腐蚀抑制的性质Samanea萨曼。500 ppm的抑制剂显示最多92%的抑制效率在1.0 M盐酸对钢材腐蚀。朗缪尔吸附等温式和热化学参数表明抑制剂抑制收益通过物理吸附的分子表面的钢。发现抑制剂抑制阳极和阴极反应。使用的元素映射inhibitor-treated钢能源色散x射线光谱学表明抑制剂的均匀吸附在钢的表面。

确认

Kesavan Devarayan和Monikandon Sukumaran谢谢学院渔业工程、泰米尔纳德邦渔业为研究大学对他们的鼓励。Kavitha玫瑰感谢管理Dhirajlal甘地学院技术的研究对他们的鼓励。感谢Sankar Arumugam和Kavitha上升管理的Kandasamy Kandar学院为研究的支持。

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