اثر هم‌افزایی تیونین و یون‌های Zn2+ بر روی خوردگی فولاد کربنی در محیط اسیدی

نوع مقاله : مقاله علمی پژوهشی

نویسندگان

1 گروه شیمی و مهندسی شیمی، دانشگاه آزاد اسلامی واحد لامرد، لامرد، ایران

2 دانشگاه آزاد اسلامی‌، واحد لامرد

چکیده

در این پژوهش اثر بازدارندگی تیونین (Thn) و هم‌افزایی آن با یون Zn2+ بر روی خوردگی یک نمونه فولاد کربنی بنام A106 در محیط سولفوریک اسید M 5/0 بوسیله آزمون‌‌های الکتروشیمیایی پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و اندازه‌گیری‌های کاهش وزن بررسی شده است. با استفاده از نمودار‌های پلاریزاسیون تافل و محاسبات سرعت خوردگی معلوم گردید که Thn همانند یک بازدارنده مؤثر عمل می‌کند. مشخص شد که نتایج آزمایش‌ کاهش وزن با روش پلاریزاسیون در توافق خوبی هستند. اثر هم افزایی یون‌های روی بر روی بازدارندگی خوردگی فولاد در حضور غلظت‌های مختلف Thn نیز برررسی شد. افزایش یون‌های روی بازده بازدارندگی را بطور قابل ملاحظه‌ای افزایش می‌دهد. بیشترین بازده بازدارندگی در حدود 97% برای سیستم شامل ppm 20 Thn و mM 7/16 Zn2+ بدست آمد. حضور یون‌های روی درجه پوشش سطحی را افزایش می‌دهد. پارامتر هم‌افزایی ""S، که از پوشش سطحی محاسبه شد، برای برخی از غلظت‌های Thn بزرگتر از واحد بدست آمد. Thn به عنوان یک بازدارنده مختلط در محلول H2SO4 رفتار می‌کند. بررسی ایزوترم‌های جذب نشان داد که جذب سطحی Thn بر روی فولاد از ایزوترم لانگمویر پیروی می‌کند و جذب سطحی بصورت خودبخودی انجام می‌شود. بررسی مکانیسم جذب سطحی ثابت کرد که امکان تشکیل کمپلکس بین لایه اولیه Zn2+ موجود بر سطح فولاد با فرم پروتونه شده تیونین وجود دارد.

کلیدواژه‌ها

عنوان مقاله [English]

Synergistic inhibition effect of thionine and zinc ions on carbon steel corrosion in acidic media

نویسندگان [English]

  • Hamid Khajezade 1
  • ََAboozar Taheri 2
1 1Department of Chemistry and Chemical Engineering, Lamerd Branch, Islamic Azad University, Lamerd, Iran
2
چکیده [English]

In this research, the inhibition effect of thionine (Thn) and its synergistic effect with Zn2+ on the corrosion of a carbon steel A106 sample in 0.5 M sulfuric acid has been investigated using electrochemical potentiodynamic polarization technique and weight loss tests. Using Tafel polarization plots and corrosion rate calculations, it was revealed that Thn act as an effective inhibitor. It was found that the results of weight loss test and polarization method are in good agreement. The synergistic effect of zinc ions on the corrosion inhibition of steel in the presence of various concentrations of Thn was investigated, too. The addition of zinc ions enhances the inhibition efficiency considerably. Maximum inhibition efficiency was achieved about 97% for a system containing 20 ppm Thn and 16.7 mM Zn2+. The presence of zinc ions increases the degree of surface coverage. The synergism parameters "S", calculated from surface coverage, are found to be larger than unity for some of Thn concentrations. Thn behaved as a mixed type inhibitor in H2SO4 solution. It was investigated too, that the adsorption of Thn on the metal surface was obeyed Langmuir adsorption isotherm and adsorption was performed spontaneously. Investigating the adsorption mechanism proved that it is possible to form a complex between the initial Zn2+ layer on the steel surface with the protonated form of thionine.

کلیدواژه‌ها [English]

  • Corrosion
  • Inhibitor
  • Carbon Steel A106
  • Thionine
  • Zinc ions
  • Synergistic effect

مراجع

[1] M. El Faydy, M. Galai, A. El Assyry, A. Tazouti, R. Touir, B. Lakhrissi and M. Ebn Touhami, Journal of Molecular Liquids, 219 (2016) 396.
[2] M. Goyal, S. Kumar, I. Bahadur, C. Verma and E.E. Ebenso, Journal of Molecular Liquids, 256 (2018) 565.
[3] F. Atabaki, Sh. Jahangiri, Journal of Applied Chemistry, 41 (2017) 67.
[4] D. Thirumoolan, V.A. Katkar, G. Gunasekaran, T. Kanai and K.A. Basha, Progress in Organic Coatings, 77 (2014) 1253.
[5] B. Zerga, B. Hammouti, M. Ebn Touhami, R. Touir, M. Taleb, M. Sfaira, M. Bennajeh and I. Forssal, International Journal of Electrochemical Science, 7 (2012) 471.
[6] S.H. Kumar and S. Karthikeyan, Journal of Materials and Environmental Science, 3 (2012) 925.
[7] F. Davoodi and I. Danaee, Journal of Applied Chemistry, 47 (2018) 45, in Persian.
[8] R. Solmaz, Corrosion Science, 79 (2014) 169.
[9] R. Fuchs-Godec and G. Miomir, Pavlovic, Corrosion Science, 58 (2012) 192.
[10] X. Li, S. Deng, H. Fu and G. Mu, Corrosion Science, 52 (2010) 1167.
[11] A.A. Farag and M.A. Hegazy, Corrosion Science, 74 (2013) 168.
[12] S.A. Umoren and M.M. Solomon, Journal of Environmental Chemical Engineering, 5 (2017) 246.
[13] J. Hu, D. Huang, G.L. Song, X. Guo, Corrosion Science, 53 (2011) 4093.
[14] F. Baghaei Ravari, A. Dadgareenezhad, Journal of Chilean Chemical Society, 58 (2013) 1853.
[15] N. Asadi, R. Naderi, M. Mahdavian, Progress in Organic Coatings, 132 (2019) 29.
[16] Z. Sanaei, T. Shahrabi, B. Ramezanzadeh, Dyes and Pigments, 139 (2017) 218.
[17] M. Ramezanzadeh, G. Bahlakeh, B. Ramezanzadeh, Z. Sanaei, Journal of Industrial and Engineering Chemistry, (2019), https://doi.org/10.1016/j.jiec.2019.04.056.
[18] L.B. Tang, G.N. Mu and G.H. Liu, Corrosion Science, 45 (2003) 2251.
[19] L.B. Tang, X.M. Li, N. Li, Q. Qu, G.N. Mu and G.H. Liu, Materials Chemistry and Physics, 94 (2005) 353.
[20] E.E. Oguzie, C. Unaegbu, C.N. Ogukwea, B.N. Okolue and A.I. Onuchuku, Materials Chemistry and Physics, 84 (2004) 363.
[21] E.E. Ebenso and E.E. Oguzie, Materials Letters, 59 (2005) 2163.
[22] A.I. Onen1, O.N. Maitera1, J. Joseph1 and E.E. Ebenso, International Journal of Electrochemical Science, 6 (2011) 2884. 
[23] E.E. Oguzie, Materials Chemistry and Physics, 87 (2004) 212.
[24] E.E. Oguzie and E.E. Ebenso, Pigment & Resin Technology, 35 (2006) 30.
[25] E.E. Oguzie, G.N. Onuoha and A.I. Onuchuku, Materials Chemistry and Physics, 89 (2005) 305.
[26] E.E. Oguzie, Materials Letters, 59 (2005) 1076.
[27] E. Oguzie, C. Akalezi and C. Enenebeaku, Pigment & Resin Technology, 38 (2009) 359.
[28] E.E. Oguzie, V.O. Njoku, C.K. Enenebeaku, C.O. Akalezi and C. Obi, Corrosion Science, 50 (2008) 3480.
[29] J. Sathiyabama, S. Rajendran, J.A. Solvi and A.J. Amalraj, Indian Journal of Chemical Technology, 15 (2008) 462.
[30] E.E. Ebsenso, H. Alemu, S.A. Umoren and I.B. Obot, International Journal of Electrochemical Science, 3 (2008) 1325.
[31] X. Li, S. Deng and H. Fu, Corrosion Science, 52 (2010) 3413.
[32] S.D. Deng, X.H. Li, H. Fu, Journal of Applied Electrochemistry, 40 (2010) 2107.
[33] S. Deng, X. Li and H. Fu, Corrosion Science, 53 (2011) 3596.
[34] S. Deng, X. Li and H. Fu, Corrosion Science, 53 (2011) 760.
[35] J. E. Bringas, Handbook of Comparative World Steel Standards, 3rd Edition, ASTM International Publication, (2004).
[36] A. Poursaee, Cement and Concrete Research, 40 (2010) 1451.
[37] S.C. Sahu, A.K. Samantara, M. Seth, S. Parwaiz, B.P. Singh, P.C. Rath and B.K. Jena, Electrochemistry Communication, 32 (2013) 22.
[38] M. Behpour, S.M. Ghoreishi, N. Soltani, M. Salavati-Niasari, M. Hamadanian and A. Gandomi, Corrosion Science, 50 (2008) 2172.
[39] N.A. Negm, N.G. Kandile, E.A. Badr and M.A. Mohammed, Corrosion Science, 65 (2012) 94.
[40] M. Bouklah, B. Hammouti, A. Aouniti, M. Benkaddour, A. Bouyanzer, Applied Surface Science, 252 (2006) 6236.
[41] Peter C. Okafor, Yugui Zheng, Corrosion Science, 51 (2009) 850.
[42] R.Saratha, V.G. Vasudha, E-Journal of Chemistry, 6 (2009) 1003.
[43] E.S. Ferreira, C. Giancomelli, F.C. Giacomelli and A. Spinelli, Materials Chemistry and Physics, 83 (2004) 129.
[44] W.H. Li, Q. He, C.L. Pei and B.R. Hou, Journal of Applied Electrochemistry, 38 (2008) 289.
[45] F. Bentiss, M. Lebrini and M. Lagreneé, Corrosion Science, 47 (2005) 2915.
[46] X. Wang, H. Yang, F. Wang, Corrosion Science, 52 (2010) 1268.
[47] S. Garai, S. Garai, P. Jaisankar, J.K. Singh and A. Elango, Corrosion Science, 60 (2012) 193.
[48] A.Y. Musa, A.B. Mohamad, A.A. H. Kadhum, M.S. Takriff and L.T. Tien, Corrosion Science, 53 (2011) 3672.
[49] U.M. Eduok, S.A. Umoren and A.P. Udoh, Arabian Journal of Chemistry, 5 (2012) 325.
[50] F. Bentiss, M. Traisnel and M. Lagrenee, Corrosion Science, 42 (2000) 127.
شیمى کاربردى روز
دوره 15، شماره 55
تیر 1399
صفحه 53-68

فایل ها

هم رسانی

ارجاع به این مقاله

آمار