Sviluppo sostenibile di un efficace anti

Rapporti scientifici volume 13, numero articolo: 12169 (2023) Citare questo articolo

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Un'applicazione dei composti organici consiste nel loro utilizzo come inibitori della corrosione in ambienti acidi per ridurre la corrosione dell'acciaio. Questi inibitori non mostrano proprietà di inibizione molto buone in ambienti salini (NaCl). Sono stati condotti molti studi sull'aumento delle prestazioni di questi inibitori in tali ambienti (in particolare mezzi contenenti Cl). Uno dei modi proposti è l'uso simultaneo di inibitori organici e inorganici. L'effetto sinergico di questi inibitori ha mostrato risultati promettenti nella riduzione della corrosione dell'acciaio. In questo studio, il nitrato di cerio (III) e il fosfato trisodico (TSP) sono stati utilizzati come inibitori organici e inorganici per controllare la corrosione dell'acciaio in un ambiente con una concentrazione di NaCl pari al 3,5% in peso. Le misurazioni della corrosione sono state condotte in un ambiente al 3,5% in peso di NaCl mediante EIS e metodi di polarizzazione. Gli studi sulla superficie sono stati condotti con metodi SEM, Raman, GIXRD ed EDS. Studi sulla corrosione (EIS e polarizzazione) hanno rivelato che quando 500 ppm di Ce(NO3)3 e 500 ppm di TSP vengono aggiunti al mezzo NaCl al 3,5% in peso, si ottengono il più alto indice di sinergismo (1,27) e l'efficienza di inibizione (73,7%). raggiunto. Inoltre, aggiungendo 500Ce-500TPS alla soluzione, icorr e Rct dell'acciaio diminuiscono rispettivamente di circa l'80% e aumentano di circa 4 volte. Questo miglioramento delle prestazioni dell'acciaio contro la corrosione in presenza di un rapporto uguale di Ce(NO3)3 e TSP è il risultato della formazione di una pellicola densa idrofobica (costituita da Ce(OH)3, complessi Ce/Fe-fosfato) sulla superficie metallica. Questa affermazione è stata dimostrata dall'analisi SEM/EDS, contact angel, FT-IR e XRD.

La bassa resistenza dell'acciaio di tipo St-12, una famosa lega di grado industriale, alla corrosione è uno dei dilemmi impegnativi nella sua applicazione1,2,3. Vari metodi sono proposti per ridurre al minimo questo problema, come la prevenzione anodica/catodica, l'uso di rivestimenti anticorrosivi e l'applicazione di inibitori4,5,6. Tra questi, gli inibitori hanno guadagnato oggi maggiore attenzione per la loro facilità d’uso e il basso costo. L'efficienza degli inibitori e il loro meccanismo di inibizione riguarda diversi parametri (come gli ioni corrosivi, la struttura chimica degli inibitori, il numero di siti assorbiti sulla superficie del met, ecc.)7. Organici/inorganici sono due gruppi principali di inibitori in base alla loro struttura chimica8. Gli inibitori organici solitamente formano una pellicola barriera sulla superficie metallica. Hanno molti gruppi funzionali, inclusi eteroatomi ricchi di elettroni (O, N e S) nella loro struttura9,10,11. D'altro canto, gli inibitori inorganici possono ritardare le reazioni anodiche/catodiche. Sono suddivisi in due gruppi principali, compresi quelli anodici e catodici, in base al loro impatto significativo sulle reazioni anodiche o catodiche12. Gli inibitori organici funzionano bene in ambienti acidi; molti ricercatori hanno lavorato duramente per trovare un inibitore organico in grado di ritardare la corrosione dell'acciaio in ambienti salini (come una soluzione di NaCl al 3,5% in peso). D'altra parte, gli inibitori inorganici mostrano una buona competenza nei mezzi salini. L'acciaio solitamente soffre di corrosione dovuta agli attacchi di soluzioni saline nei serbatoi di stoccaggio dell'acqua, nelle condotte di transizione dell'acqua di mare, ecc. In ambienti salini, gli anioni cloruro svolgono un ruolo importante nella corrosione dell'acciaio. Gli inibitori della corrosione organica non hanno una buona efficienza negli ambienti ricchi di cloruro. Quindi, combinare gli inibitori organici e inorganici è un'idea per superare questo problema che è stata riscontrata nella maggior parte degli studi recenti13,14.

I composti di cromato e zinco sono rispettivamente inibitori inorganici anodici e catodici, che sono inibitori di corrosione superiori per vari metalli in soluzioni contenenti sali neutri. Tuttavia, a causa dei rischi ambientali, il loro utilizzo è stato severamente vietato da varie organizzazioni15,16,17,18,19,20. Molti inibitori di corrosione organici e inorganici sono stati impiegati come alternative ai cromati. È stato recentemente dimostrato che i composti di lantanidi (elementi delle terre rare, REE) possono essere utilizzati come inibitori della corrosione verdi rispettosi dell'ambiente21,22,23,24. I sali a base di Ce sono stati impiegati con successo come inibitori della corrosione. Questi composti hanno dimostrato un buon comportamento di protezione dalla corrosione ad una concentrazione di circa 1000 ppm (~ 2,68 mM)25. I composti di cerio(III) sono inibitori catodici che possono ridurre la velocità di reazione catodica e bloccare i siti catodici attraverso la formazione di composti ossido/idrossido di Ce26,27. I composti di Ce(III) non sono potenti inibitori perché non possono fornire una pellicola densa e priva di difetti sulla superficie del metallo.