当前的世界环境

介绍

铁是几个行业领域所有金属中最受欢迎的。熨斗和类似的金属可以接触与环境条件有关的腐蚀。腐蚀速率因离子和分子的结构而异，离子的种类，离子浓度，种类的溶液和材料种类。^1,2特别是在包含CL的环境中^-离子，金属的腐蚀是不可避免的，作为cl^-离子是一种活性离子，它能使金属表面形成氧化物。这增加了金属的腐蚀速率。²

有机添加剂是降低铁在酸性介质中的腐蚀的常用添加剂。^3-8这些化合物的缓蚀效率可能是通过吸附在铁表面起作用的，吸附过程主要取决于分子的某些物理化学性质，如官能团、位阻因子、芳香性、给电子原子处的电子密度、给电子的π轨道性质等^9、10以及分子的电子结构。缓蚀效率随原子环数的增加而增加。^11，12

本作作品的目的是研究一些天然存在的化合物的抑制作用，该化合物被称为角叉菜子，其由某些物种缺陷产生，抑制1M HCl溶液中的铁电极的腐蚀使用重量损失和电压溶解偏振技术。还研究了含有500ppm所使用的抑制剂的1M HCl中铁电极溶解的影响，并且计算了一些热力学参数。

图1卡拉胶化合物的化学结构 点击这里查看图

实验

试验电极采用沙特钢铁公司的铁制成，化学成分为:C, 0.052, Mn, 0.189, S, 0.011, P, 0.008, Si, 0.011, Al, 0.039, N, 0.001, Cr, Cu, 0.04, Mo, Ni, 0.0293，其余为Fe。

尺寸为2x2x0.1厘米的铁片用于测量重量损失。在恒电流极化技术中，一种嵌在阿拉尔石中的圆柱形棒，其暴露面积为0.5厘米²被雇佣。在每个实验之前，用不同等级的砂纸机械抛光铁样本表面，用丙酮脱脂并通过蒸馏水冲洗。

对于重量损失测量，在50毫升测试溶液中浸泡一段时间长达3小时之前和之后称重清洁的铁薄片。每两个相同试验的平均体重损失均以毫克厘米表示^－2，使用空气恒温器调节温度至25±0.1°C。

金属在腐蚀性溶液中的重量损失

W = W._B.- W._一种...（1）

在哪里

W =腐蚀溶液中的金属质量损失。W._B.=金属暴露于腐蚀性溶液前的重量。
W._一种=金属暴露于腐蚀性溶液后的重量。
腐蚀速率r_corr由以下等式计算^［13］：

...（2）

在那里,

S为表面积(cm)²）。T是时候（分钟），150分钟后。

使用以下等式计算所选鹿茸化合物的抑制效率（％i.e）

在那里,

R._corr.add和R_corr.free是携带携带和存在的携带架叉菜胶化合物的腐蚀速率。

对于恒电流极化测量，使用门斯伯格恒电位器PS6进行，并控制电位和电流密度的测量。采用三室电极(SCE)和铂箔辅助电极。

用下列公式计算所选角叉菜胶化合物的缓蚀率(% i.e.)

(4)…

在那里,

一世_免费的和我_添加分别为无阻垢剂和有阻垢剂时的腐蚀电流密度。

结果与讨论

减肥测量

图 - 3：1M HCLCOLINATINE 500ppm在DuildTemperatures的500ppm中的铁电极中腐蚀的重量损失时间曲线 点击这里查看图

图。图2表示1M HCl溶液中的铁试样的时间和体重损失的关系，其缺乏并含有不同浓度的化合物III作为一个例子。对于其他两种化合物（未示出）也得到了类似的曲线。检查该图显示，随着这些化合物的浓度增加，铁化合物的重量损失降低。这反映了，这些化合物充当抑制剂。The linear variation of weight loss with time in uninhibited and inhibited 1M HCl solution indicates the absence of insoluble surface film during corrosion i.e. the inhibitor are first adsorbed on the metal surface and there after impede corrosion either by merely blocking the reaction sites (anodic and cathodic) or by uttering the mechanism of the anodic and cathodic processes.

从体重减轻获得的抑制效率的计算值列于表1中。很明显，即增加抑制剂浓度增加，而下列顺序增加。

化合物III >化合物II >化合物I

图- 5:铁电极在1m HCl中，在有无所研究化合物的情况下，腐蚀速率的过渡状态图。a)自由b) 1)化合物I 2)化合物II 3)化合物III 点击这里查看图

温度的影响

温度对含有和缺乏500ppm的1M HCl中的铁电极腐蚀速率的影响这些化合物在30-60℃的温度范围内通过重量损失测量测试。

图。图3显示了在不同温度下含有500ppm的化合物III的1M HCl中的铁电极的重量损失 - 时间曲线。为其他两种化合物I＆II（未示出）获得了类似的曲线。很明显，随着温度增加重量损失增加，腐蚀速率增加，因此抑制效率降低。这是由于解吸，通过增加温度来辅助。

图6：Langmuir吸附等温线1）化合物I 2）化合物II 3）化合物III 点击这里查看图

激活能量（e_一个）使用Arrhenius EQ计算腐蚀过程。^14.

(5)…

和对数形式



在那里,

R._corr是重量损失的腐蚀速率，a，是Arrhenius常数，R是气体常数，t是绝对温度。

图4表示Arhenius Plot（log r_corr与I/T相比)。e的值_一个可以从直线的斜率获得，并且已经在表-2中给出。

图-7:铁电极在1m HCl中，在不存在或存在不同浓度化合物III时的恒电流极化曲线:1)0ppm 2) 100ppm 3) 200ppm 4) 300ppm 5) 400ppm 6) 500ppm。 点击这里查看图

检查表-2很明显e的值_一个在抑制剂存在下增加。这归因于金属表面上的抑制剂的吸附过程中的可明显降低，随着温度的增加和反应速率的相应增加，因为暴露于酸的金属的面积较大。^15.

表1:卡拉胶化合物对腐蚀速率(Rcorr)、缓蚀效率(%I.E)和表面覆盖度(θθθθ)的影响。 点击此处查看表格

活化焓变(H^*）激活的熵变化（s^*用过渡态方程，在500ppm的化合物存在和不存在的情况下，得到了铁电极在1M盐酸中的溶解



在哪里

n是Avogadro号码，H是Planck的常量。
log (R_corr/ t）vs（1 / t）（图5）应具有直线（ - h^*/2.303 R)，截距为[log (R/Nh)-(S^*/ 2.303 r)]。DH的值^{* ---}和DS^*如表2所示。

从表中可以看出，H的值^*是积极的。这反映了铁表面上抑制剂的吸附过程是吸热过程。s的值^*抑制剂的存在和缺失是负的。这意味着活化的配合物是决定速率的步骤，它代表缔合而不是解离，这表明从反应物到活化的配合物的过程中无序性降低。^16.

表- 2:在卡拉胶化合物500ppm的情况下，铁电极溶解在1M HCl中的活化参数 点击此处查看表格

吸附等温式

不同浓度的化合物(I-III)在25°C下的表面覆盖θ值被用来解释确定吸附过程的最佳等温线。有机吸附质在铁电极表面的吸附被认为是有机化合物在水相(Org_AQ.)和吸附在电极表面的水分子(H₂O)_广告。^17.



在那里,

X是尺寸比，即由一个有机分子替换的水分子数。尝试将è值适合各种等温仪，包括Furmkin，Temkin，Freundilch和Langmuir等温线。绘制C /θ对C具有单位斜率值的直线（图6），表明朗米尔吸附等温线的铁表面上的角叉菜胶化合物的吸附。

表-3：从含有不同浓度的角叉菜单化合物的1M HCl中的铁电极Galvanostatic偏振技术获得的腐蚀参数。 点击此处查看表格

从这些结果可以推断，吸附的物质之间没有相互作用。

镀锌极化

研究了在1M HCl中的铁电极阳极和阴极偏振曲线的鹿茸化合物的影响。图。图7显示了将化合物III浓度增加的效果为例。然而，为其他两个化合物（未示出）获得了类似的曲线。

图7的检查表明，增加浓度的角叉菜胶化合物的存在导致腐蚀速率的显着降低I.。将阳极曲线变为更大的阳性电位和阴极曲线以更大的负势。这可以归因于在金属表面上的角叉菜胶化合物的吸附。腐蚀电流密度（i_corr从静止腐蚀电位的阴极曲线的线性部分的交叉点确定（e_corr）。

电化学参数如腐蚀电位(E_corr)、腐蚀电流密度(I_corr)阳极和阴极Tafel斜率(b_一个＆B._c）和抑制效率（即，表3中的抑制效率（即，给出了该表中引用的数据的检查表明，随着添加剂的浓度增加，B的值_一个& b_c近似持续，表明根据阻塞吸附机构在金属表面的吸附来抑制这些化合物的作用。e的值_corr变成了更多的正电位。这表明，该化合物是减缓阳极反应的阳极抑制剂。I的值_corr降低和I.E的值增加表明这些化合物的抑制作用。这些化合物的抑制效率按以下顺序减少：

化合物III>化合物II>化合物I

这与减肥测量结果一致。

结论

1. 铁电极在1M HCl中的腐蚀可通过添加一些卡拉胶化合物得到抑制。
2. 缓蚀率随缓蚀剂浓度的增加而增加，随温度的升高而降低。
3. 这些化合物的抑制作用是由于吸附在金属表面。
4. 吸附过程遵循Langmuir吸附等温线。
5. 由失重测量得到的缓蚀效率与由极化测量得到的缓蚀效率一致。
6. 所研究的角叉胶化合物是降低阳极反应的阳极抑制剂。

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