بررسی اثر بازدارندگی کربوکسی متیل سلولز بر خوردگی آلومینیوم در محلول سولفوریک اسید

نوع مقاله: مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

دانشکده شیمی ، دانشگاه صنعی مالک اشتر، تهران ، ایران

چکیده

خوردگی همراه با تولید گاز هیدروژن مانع اصلی در کاربرد گسترده آلومینیوم در صنایع است. استفاده از بازدارنده‌های خوردگی روشی مؤثر برای محافظت از سطح فلز در برابر خوردگی در محیط‌های اسیدی است. در این پژوهش تأثیر بازدارندگی کربوکسی متیل سلولز (CMC) بر خوردگی آلومینیوم در محلول M H2SO42 توسط روش‌های پتانسیل مدار باز (OCP)، پلاریزاسیون پتانسیودینامیک، طیف‌سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS)، میکروسکوپ روبش الکترونی (SEM) و طیف‌سنج پراش پرتو ایکس (EDAX) بررسی شده است. نتایج آزمایشات نشان می‌دهند که CMC از خوردگی آلومینیوم در محلول M H2SO42 بازداری می‌کند و بهره‌وری بازداری با افزایش غلظت CMC، افزایش می‌یابد. نمودارهای پلاریزاسیون نشان می‌دهند که مکانیسم حفاظت CMC به صورت بازدارنده مختلط در محلول سولفوریک اسید می‌باشد. گروه بازداری نیز مربوط به انسداد سطح فلز است. علاوه براین، بررسی مورفولوژی و ترکیب سطح آلومینیوم نشان می‌دهد که مولکول‌های CMC از طریق گروه‌های عاملی قطبی‌، روی سطح آلومینیوم جذب فیزیکی شده و یک لایه محافظ و پایدار در سطح آن تشکیل و مانع از خوردگی آن می‌شوند.

کلیدواژه‌ها

موضوعات


عنوان مقاله [English]

Study on the inhibition effect of Carboxymethyl Cellulose on aluminum corrosion in sulfuric acid solution

نویسندگان [English]

  • Mohammad Reza Sovizi
  • Robaba Abbasi
Department of chemistry, Maleke Ashtar University of Technology, Tehran, Iran.
چکیده [English]

The corrosion accompanied with hydrogen gas evolution process is the main obstacle preventing the widespread use of aluminum in the industry. The use of corrosion inhibitors is one of the most effective measures for protecting metal surface against corrosion in acidic environments. In this research, the inhibition effect of carboxymethyl cellulose (CMC) on the corrosion of aluminum in 2 M H2SO4 solution has been investigated by open circuit potential (OCP), potentiodynamic polarization, electrochemical impedance spectroscopy (EIS), scanning electron microscopy (SEM) and energy dispersive analysis of X-ray (EDAX) techniques. The results of the experiments show that CMC inhibits aluminum corrosion in 2 M H2SO4 solution, and the inhibition efficiency enhances with increasing concentration of CMC. The polarisation curves indicated that the CMC protection mechanism is a mixed type inhibitor in sulphuric acid solution. Also the inhibition category under this condition belongs to geometric blocking metal surface. In addition, the analysis on the morphology and composition of the aluminum surface suggests that CMC molecules through their polar functional groups physically absorb on the aluminum surface and form a protective and stable layer on the aluminum surface and prevent its corrosion.

کلیدواژه‌ها [English]

  • aluminum
  • Carboxymethyl Cellulose
  • Corrosion
  • Inhibitor
  • Electrochemical behavior
[1] M.M. Solomon, S.A. Umoren, Measurement, 76 (2015) 104.

[2] S. Umoren, M. Solomon, Open Mater. Sci. J, 8 (2014) 39.

[3] M. El-Deeb, S. Sayyah, S.A. El-Rehim, S. Mohamed, Arabian. J. Chem, 8 (2015) 527.

[4] L. Jinlong, L. Hongyun, Surf. Coat. Technol, 235 (2013) 513.

[5] G. Venkatasubramanian, A.S. Mideen, K. Aboy, Res. J. Chem. Sci, 3 (2013) 74.

[6] M. Abdallah, H. Megahed, M. Radwan, E. Abdfattah, Am. J. Sci, 8 (2012) 49.

[7] M. Awad, M. Metwally, S. Soliman, A. El-Zomrawy, J. Ind. Eng. Chem, 20 (2014) 796.

[8] S. Zor, F. Kandemirli, E. Yakar, T. Arslan, Prot. Met. Phys. Chem. Surf, 46 (2010) 110.

[9] S. Umoren, C. Pan, Y. Li, F. Wang, J. Adhes. Sci. Technol, 28 (2014) 31.

[10] O. Hazazi, A. Fawzy, M. Awad, Int. J. Electrochem. Sci, 9 (2014) 4086.

[11] M.A. Chidiebere, E.E. Oguzie, L. Liu, Y. Li, F. Wang, Ind. Eng. Chem. Res, 53 (2014) 7670.

[12] احسانی، علی; هادی، مجتبی; مستعان زاده، حسین; هنرمند، ابراهیم، مجله شیمى کاربردى، شماره 12 (1396) ص 185.

[13] محمدی، وحید; طاهری، ابوذر; محمدی، ابوالقاسم; زکریا نژاد میری، محمد، مجله شیمی کاربردی، شماره 39 (1396) ص 149.

 [14] P.B. Raja, M. Fadaeinasab, A.K. Qureshi, A.A. Rahim, H. Osman, M. Litaudon, K. Awang, Ind. Eng. Chem. Res, 52 (2013) 10582.

[15] S. Umoren, The Open Corros. J, 2 (2009) 175.

[16] M. Abdallah, H. Megahed, A. Ei-Etre, M. Obied, E. Mabrouk, Bull. Electrochem, 20 (2004) 277.

[17] J. Shukla, K. Pitre, P. Jain, Indian J. Chem., Sect A, 42 (2003) 2784.

[18] T. Hirai, J. Yamaki, T. Okada, A. Yamaji, Electrochim. Acta, 30 (1985) 61.

[19] S. Umoren, E. Ebenso, Indian J. Chem. Technol, 15 (2008) 355.

[20] M. Solomon, S. Umoren, I. Udosoro, A. Udoh, Corros. Sci, 52 (2010) 1317.

[21] E. Bayol, A. Gürten, M. Dursun, K. Kayakirilmaz, Acta Physco-Chim Sinica, 24 (2008) 2236.

[22] S. Umoren, M. Solomon, I. Udosoro, A. Udoh, Cellulose, 17 (2010) 635.

[23] M. Doche, J. Rameau, R. Durand, F. Novel-Cattin, Corros. Sci, 41 (1999) 805.

[24] D.D. Macdonald, S. Real, S.I. Smedley, M. Urquidi‐Macdonald, J. Electrochem. Soc, 135 (1988) 2410.

[25] A. Maayta, N. Al-Rawashdeh, Corros. Sci, 46 (2004) 1129.

[26] S. Umoren, Cellulose, 15 (2008) 751.

[27] E. Oguzie, Y. Li, F. Wang, J. Colloid Interface Sci, 310 (2007) 90.

[28] M.M. Fares, A. Maayta, J.A. Al-Mustafa, J. Adhes. Sci. Technol, 27 (2013) 2495.

[29] M.A. Amin, Q. Mohsen, O.A. Hazzazi, Mater. Chem. Phys, 114 (2009) 908.

[30] S.A. Umoren, Y. Li, F.H. Wang, J. Solid State Electrochem, 14 (2010) 2293.

[31] I. Arukalam, Carbohydrate Polym, 112 (2014) 291.

[32] N. Negm, Y. Elkholy, M. Zahran, S. Tawfik, Corros. Sci, 52 (2010) 3523.

[33] L. Molina-Ocampo, M. Valladares-Cisneros, J. Gonzalez-Rodriguez, Int. J. Electrochem. Sci, 10 (2015) 388.

[34] M. Paramasivam, G. Suresh, B. Muthuramalingam, S.V. Iyer, V. Kapali, J. Appl. Electrochem, 21 (1991) 452.

[35] H. Shao, J. Wang, Z. Zhang, J. Zhang, C. Cao, Corrosion, 57 (2001) 577.

[36] C. Cao, Corros. Sci, 38 (1996) 2073.

[37] I. Raistrick, J.R. Macdonald, D. Franceschetti, J. MacDonald, Theory in Impedance Spectroscopy-Emphasizing Solid Materials and Systems, New York: J. Wiley & Sons, (1987), 90.

[38] Z. Tao, S. Zhang, W. Li, B. Hou, Corros. Sci, 51 (2009) 2588.

[39] M. Mishra, K. Tiwari, A.K. Singh, V.P. Singh, Polyhedron, 77 (2014) 57.

[40] S. Kadapparambil, K. Yadav, M. Ramachandran, N.V. Selvam, Corros. Rev, 35 (2017) 111.

[41] H. Ashassi-Sorkhabi, N. Ghalebsaz-Jeddi, Mater. Chem. Phys, 92 (2005) 480.

[42] G. Kardas, R. Solmaz, Corros. Rev, 24 (2006) 151.

[43] C. Zou, X. Yan, Y. Qin, M. Wang, Y. Liu, Corros. Sci, 85 (2014) 445.

[44] E. Oguzie, M. Chidiebere, K. Oguzie, C. Adindu, H. Momoh-Yahaya, Chem. Eng. Commun, 201 (2014) 790.

[45] S. Umoren, I. Obot, E. Ebenso, P. Okafor, O. Ogbobe, E. Oguzie, Anti-Corros. Methods Mater, 53 (2006) 277.

[46] M.M. Fares, A. Maayta, M.M. Al-Qudah, Corros. Sci, 60 (2012) 112.

[47] I.O. Arukalam, I.K. Nleme, A.E. Anyanwu, Academic. Res. Int, 1 (2011) 492.