目前调查工作温度对C38钢腐蚀的影响和不使用不同浓度1 M盐酸介质hydro-alcoholic提取的用过的咖啡渣(HECG)。potentiodynamic极化技术和电化学阻抗谱进行温度从293.15到323.15 K。这是观察到的抑制效率降低温度和抑制剂浓度增加。HECG吸附过程C38钢表面被发现自发研究温度和遵守朗缪尔等温线。吸附导致的相关热力学参数显示的发生物理吸附的HECG化合物C38钢铁表面。
缓蚀剂是一个原始的方法来防止金属及其合金在腐蚀环境下腐蚀过程(
一般来说,咖啡消费产生大量的咖啡残渣(
此外,它通常是报道,温度是一个最重要的因素可以影响金属的行为在酸性环境中,并能影响metal-inhibitor互动(
一些研究调查的影响在酸性环境中温度对钢铁腐蚀的抑制作用在绿色抑制剂(
另一方面,热力学的比较结果在腐蚀过程的存在和没有抑制剂提供了一些结论对于抑制机制(
目前的工作主要集中在评估HECG C38钢铁腐蚀的抑制性能在不同温度和抑制剂浓度。各种动力学参数C38钢铁腐蚀在没有和存在HECG计算和讨论。
用过的咖啡渣在这项研究是在本地定期从相同的供应商。这是一个混合的
HECG索氏提取获得的。63克的固体是放置在一个盒,然后引入索氏仪器。瓶,300毫升溶剂(25%的蒸馏水和75%乙醇)被带到沸腾的温度78°C。当溶剂到达上层虹吸的混合物被压差回到水箱,它又消失了,一个新的循环重新开始一段5个小时。
然后,最后提取是恢复使用“rotavapor r - 210”。萃取率是决定使用下列方程(
在哪里
这项工作中所使用的钢是一个C38碳类型化学成分(wt. %)表
C38钢的化学成分(wt. %)。
| 菲 | C | 如果 | 锰 | 年代 | Cr | “透明国际” | 有限公司 | 铜 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 98.39 | 0.37 | 0.23 | 0.68 | 0.016 | 0.077 | 0.059 | 0.009 | 0.16 |
工作电极的接触表面磨损使用一系列的砂纸SiC(120 - 600级),然后用蒸馏水冲洗,然后在丙酮脱脂超声波和热空气干燥。
所有电化学测试使用稳压器进行了sp - 150”由EC-Lab驾驶软件和在Pyrex细胞配备了传统的三电极组装。C38钢一直作为工作电极(我们),饱和甘汞电极Hg / Hg2Cl2/氯化钾(SCE)作为辅助电极参比电极和铂。电解液是一个1米HCl溶液准备从一个商业37%盐酸溶液和蒸馏水。测试执行在不同的温度从293.15到323.15 K下1米和不同浓度的盐酸介质HECG浸泡30分钟后,为了获得一个稳态的开路电位(
阳极和阴极极化曲线绘制在一个常数0.5 mV / s的扫描速率。抑制效率即按照下列公式计算:
在哪里
电化学阻抗测量进行潜在稳定后,10 mV的潜在应用正弦扰动频率范围从100 kHz到10 mHz每十年6分。抑制效率即已确定使用以下方程:
在哪里
图
开路的进化潜力(
的
potentiodynamic极化进行以评估温度效应的抑制性能HECG C38钢腐蚀。实验在不同的温度下进行(293.15 - -323.15 K)在1 M盐酸和不同浓度的HECG(图
温度对阴极和阳极曲线C38钢与不同浓度的盐酸1 M HECG。
从图
在阳极领域中,上面的潜在积极行动中一个特定的值,抑制解吸开始发生。这种潜在的可以被定义为解吸潜力(
图
腐蚀电流密度随温度的变化和HECG浓度。
从极化曲线获得的电化学参数表中列出
电化学参数C38钢在1 M在不同温度和不同浓度的盐酸HECG。
|
|
|
− |
− |
|
|
IE (%) |
|
|---|---|---|---|---|---|---|---|
| 293.15 | 空白 | 467.56 | 165.1 | 107.7 | 471.84 | - - - - - - | - - - - - - |
| 0.25 | 477.53 | 123.4 | 142.3 | 41.16 | 91.27 | 0.91 | |
| 0.5 | 463.793 | 132.9 | 139.3 | 32.62 | 93.08 | 0.93 | |
| 1 | 495.877 | 172.4 | 185.1 | 29.34 | 93.78 | 0.93 | |
| 1。5 | 468.165 | 142.7 | 114.6 | 14.88 | 96.84 | 0.96 | |
| 2 | 512.528 | 244.5 | 200.7 | 12.42 | 97.36 | 0.97 | |
|
|
|||||||
| 303.15 | 空白 | 434.966 | 186.6 | 114.5 | 617.13 | - - - - - - | - - - - - - |
| 0.25 | 463.368 | 104.3 | 85.4 | 67.89 | 88.99 | 0.89 | |
| 0.5 | 437.249 | 119.3 | 71.9 | 60.00 | 90.27 | 0.90 | |
| 1 | 446.862 | 112.9 | 74.4 | 57.40 | 90.69 | 0.90 | |
| 1。5 | 422.386 | 94.9 | 51.3 | 34.99 | 94.33 | 0.94 | |
| 2 | 483.017 | 129.1 | 117.0 | 29.98 | 95.14 | 0.95 | |
|
|
|||||||
| 313.15 | 空白 | 433.281 | 131.0 | 98.7 | 989.88 | - - - - - - | - - - - - - |
| 0.25 | 473.608 | 104.8 | 97.3 | 116.06 | 88.27 | 0.88 | |
| 0.5 | 428.600 | 131.9 | 69.9 | 97.98 | 90.10 | 0.90 | |
| 1 | 450.438 | 117.7 | 85.3 | 96.09 | 90.29 | 0.90 | |
| 1。5 | 442.139 | 107.2 | 58.0 | 62.95 | 93.64 | 0.93 | |
| 2 | 501.132 | 198.6 | 222.4 | 60.00 | 93.93 | 0.93 | |
|
|
|||||||
| 323.15 | 空白 | 440.487 | 129.1 | 105.1 | 1 794.01 | - - - - - - | - - - - - - |
| 0.25 | 453.151 | 156.9 | 101.5 | 230.14 | 87.17 | 0.87 | |
| 0.5 | 466.388 | 136.7 | 110.0 | 198.26 | 88.94 | 0.88 | |
| 1 | 439.245 | 158.0 | 91.8 | 179.23 | 90.00 | 0.90 | |
| 1。5 | 465.691 | 129.1 | 115.6 | 150.26 | 91.62 | 0.91 | |
| 2 | 512.063 | 288.3 | 444.0 | 130.65 | 92.71 | 0.92 | |
从表
电化学阻抗谱进行调查的影响温度和抑制剂浓度的阻抗行为C38钢1 M盐酸溶液中。尼奎斯特和相应的波德图给出的数字
波德图的测量阻抗。
尼奎斯特图获得C38钢在不同温度和抑制剂1 M盐酸浓度。
全球形式的波德图通常是类似的在这两种情况下(有或没有抑制剂);它是相同的所有浓度和温度进行了研究。这表明添加抑制剂不引起任何变化的腐蚀机理(
山坡上的波德图中间频率,最大相位角度(
| 温度(K) |
|
|
|
坡 |
|---|---|---|---|---|
| 293.15 | 空白 | 48.10 | 2.09 | −0.52 |
| 0.25 | 65.09 | 2.60 | −0.75 | |
| 0.5 | 65.60 | 2.26 | −0.74 | |
| 1。0 | 65.90 | 2.60 | −0.74 | |
| 1。5 | 66.59 | 2.60 | −0.72 | |
| 2 | 69.34 | 3.12 | −0.70 | |
|
|
||||
| 303.15 | 空白 | 46.69 | 0.32 | −2.94 |
| 0.25 | 60.83 | 0.38 | −3.64 | |
| 0.5 | 61.76 | 0.416 | −3.72 | |
| 1。0 | 62.17 | 0.38 | −3.86 | |
| 1。5 | 63.44 | 0.416 | −3.68 | |
| 2 | 64.67 | 0.47 | −3.18 | |
|
|
||||
| 313.15 | 空白 | 37.19 | 0.35 | −2.29 |
| 0.25 | 58.18 | 0.41 | −3.83 | |
| 0.5 | 58.38 | 0.41 | −3.85 | |
| 1。0 | 60.27 | 0.41 | −3.93 | |
| 1。5 | 62.69 | 0.41 | −4.13 | |
| 2 | 63.16 | 0.49 | −3.48 | |
|
|
||||
| 323.15 | 空白 | 35.09 | 2.43 | −0.32 |
| 0.25 | 55.56 | 2.60 | −0.54 | |
| 0.5 | 56.78 | 2.60 | −0.54 | |
| 1。0 | 56.94 | 2.60 | −0.53 | |
| 1。5 | 58.10 | 2.60 | −0.57 | |
| 2 | 59.09 | 3.46 | −0.43 | |
从表
在每个温度、最大相位角的频率范围扩大为抑制剂浓度上升。这些结果支持的抑制能力HECG C38钢的腐蚀研究盐酸1 M介质[
尼奎斯特图获得包括抑郁的半圆,这表明钢铁解散本质上是一个电荷转移过程(
尼奎斯特图的大小增加对空白的解决方案和增加HECG浓度表示HECG化合物形成抑制剂电影C38钢铁表面。此外,减少电容的大小循环观察随着温度的增加。这种行为意味着增加温度加速腐蚀过程(
所有的光谱都好使用时间常数如图建模
等效电路用于符合EIS实验数据。
电气参数和抑制的有效性C38钢腐蚀1 M盐酸溶液中含有不同浓度的提取。
|
|
|
|
|
|
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|
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|
|
即 |
|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|---|
| (K) | (克/升) | (Ω厘米2) | (e−3F厘米−2) | (Ω厘米2) | (e−3F厘米−2) | (Ω厘米2) | (Ω厘米2) | |||
| 293.15 | 空白 | 3.626 | 0.31 | 0.816 | 51.54 | / | / | / | 51.54 | - - - - - - |
| 0.25 | 3.42 | 0.09 | 0.76 | 556.3 | / | / | / | 556.3 | 90.73 | |
| 0.5 | 4.081 | 0.08 | 0.76 | 906.5 | / | / | / | 906.5 | 94.31 | |
| 1 | 1.748 | 0.06 | 0.69 | 1180年 | / | / | / | 1180年 | 95.63 | |
| 1。5 | 3.341 | 0.03 | 0.69 | 1475年 | / | / | / | 1 475 | 96.50 | |
| 2 | 1.004 | 0.02 | 0.64 | 3272年 | / | / | / | 3 272 | 98.42 | |
|
|
||||||||||
| 303.15 | 空白 | 3.31 | 0.36 | 0.83 | 36.83 | / | / | / | 24.9 | |
| 0.25 | 2.03 | 0.13 | 0.78 | 207年 | / | / | / | 207年 | 87.97 | |
| 0.5 | 2.37 | 0.12 | 0.78 | 246年 | / | / | / | 246年 | 89.87 | |
| 1 | 3.612 | 0.12 | 0.78 | 281.8 | / | / | / | 281.8 | 91.16 | |
| 1。5 | 2.375 | 0.12 | 0.78 | 322.2 | / | / | / | 322.2 | 92.27 | |
| 2 | 2.733 | 0.05 | 0.63 | 1222年 | / | / | / | 1 222 | 97.96 | |
|
|
||||||||||
| 313.15 | 空白 | 2.82 | 0.56 | 0.81 | 16.29 | / | / | / | 16.29 | |
| 0.25 | 2.35 | 0.14 | 0.78 | 135年 | / | / | / | 135年 | 87.93 | |
| 0.5 | 2.541 | 0.14 | 0.78 | 158.6 | / | / | / | 158.6 | 89.72 | |
| 1 | 2.24 | 0.12 | 0.77 | 177年 | / | / | / | 177年 | 90.79 | |
| 1。5 | 2.22 | 0.12 | 0.8 | 207.3 | / | / | / | 207.3 | 92.14 | |
| 2 | 3.266 | 0.06 | 0.71 | 46.41 | 0.02 | 0.5 | 590.8 | 637.21 | 97.44 | |
|
|
||||||||||
| 323.15 | 空白 | 3.01 | 0.61 | 0.8 | 10.9 | / | / | / | 10.9 | |
| 0.25 | 2.248 | 0.16 | 0.80 | 86.95 | / | / | / | 86.95 | 87.46 | |
| 0.5 | 2.06 | 0.16 | 0.77 | 103.4 | / | / | / | 103.4 | 89.45 | |
| 1 | 2.37 | 0.16 | 0.78 | 107年 | / | / | / | 107.2 | 89.83 | |
| 1。5 | 2.19 | 0.13 | 0.79 | 134.4 | / | / | / | 134.4 | 91.88 | |
| 2 | 3.89 | 0.02 | 0.79 | 133.2 | 0.007 | 0.8 | 282.7 | 415.9 | 97.37 | |
在这个模型中,
在哪里
介绍了CPE电路,为了考虑非理想的行为由于不均一现象,粗糙度,孔隙度,C38钢表面的吸附。的
在哪里
获得的结果通过调整提出了使用这些电路的电气参数表
无报酬的阻力在高频率对应于电解质的电阻,似乎略受HECG之外,这表明提取满足使用要求的可靠而不改变溶液的物理化学参数。此外,HECG诱发的同时增加阻力的电影和感应电流的反应,显示提取对C38钢铁腐蚀的保护作用。能力的下降随着HECG的浓度上升会导致介电常数下降,因此双电层的厚度的增加,按照亥姆霍兹ʼ年代模型(
在哪里
以上研究结果表明抑制HECG效率随温度的降低,这可以归因于吸附解吸的抑制剂分子由于增加热骚动。因此,金属表面的粗糙度增加,这可以减少抑制剂的能力被吸附在金属表面
之前报道,抑制分子和金属表面之间的相互作用是一个主要因素在决定的有效性抑制剂(
我们已经发现了朗缪尔等温线最适合(图
朗缪尔吸附等温式的HECG C38钢在不同温度下1 M盐酸。
在哪里
朗缪尔等温线假设金属表面包含固定数量的活跃的站点和每个抑制剂分子占据了一个活性部位(
报道,吸附平衡常数(
在哪里
朗缪尔等温线的吸附参数获得调整如表所示
朗缪尔等温线的吸附参数HECG C38钢铁表面。
| 温度(K) | 坡 |
|
|
|
|---|---|---|---|---|
| 293.15 | 1.01 | 33.57 | 18日,35 | 0.99 |
| 303.15 | 1.03 | 28.29 | 18.54 | 0.99 |
| 313.15 | 1.04 | 27.70 | 19.10 | 0.99 |
| 323.15 | 1.04 | 24.92 | 19.43 | 0.99 |
报道在表
负的标准免费的吸附能,如表所示
在盐酸介质中,抑制机制,该机制提出了C38钢的腐蚀其他作者,这似乎是最适合的阴极反应氢释放包括以下步骤(
同样,提议解散机制阳极反应涉及氯离子的作用在这个过程如下
根据上面的详细机制,一些吸附Cl的位移−水分子在金属表面产生吸附的中间(FeCl抑制剂物种−)广告减少的物种(FeCl+)广告可用的速率决定步骤,因此阻碍铁阳极溶解(
热力学参数的评估是非常重要的在分析抑制剂在金属表面的吸附
的情节
(一)阿伦尼乌斯的阴谋,(b)过渡态情节C38钢在1 M盐酸和不同浓度的HECG。
研究系统的热力学参数估计使用下列方程(
在哪里
这项研究的结果发表在表
热力学参数。
| 浓度 |
|
|
|
|
|---|---|---|---|---|
| 空白 | 32.51 | 83.36 | 35.07 | |
| 0.25 g / L | 41.48 | 72.39 | 44.03 | |
| 0.5 g / L | 43.02 | 68.76 | 45.57 | |
| 1 g / L | 43.81 | 66.87 | 46.36 | |
| 1.5 g / L | 57.81 | 25.51 | 60.36 | |
| 2 g / L | 59.04 | 22.43 | 61.59 | |
ln的情节(
参数表
根据Mobin et al。
焓值的积极信号主要与吸热C38钢的腐蚀过程的本质,意义的缓慢溶解C38钢铁HECG[的存在
报道在表
重要的是表明天然产物提取物的吸附机理的解释是复杂的。这是由于无知的分子结构和化学成分的提取。一些作者(
许多研究报告,在酸浓度,或多或少地接近1 M,提取天然产物被称为有效的抑制剂,主要是混合型缓蚀剂(
托雷斯et al。
不同研究咖啡提取物作为钢铁腐蚀抑制剂1 M盐酸介质。
| 抑制剂 | 浓度(克/升) | 抑制效率(%) | 抑制剂类型 | 参考 |
|---|---|---|---|---|
| 水烤咖啡提取 | 1 | 84年 | 混合 | ( |
| 咖啡皮水提物 | 0.5 | 84.1 | 混合 | ( |
| 水咖啡地面提取 | 0.4 | 88.1 | 混合 | ( |
| 用过的咖啡渣Hydro-alcoholic提取 | 0.25 | 91年 | 混合 | 现在的工作 |
是指出,咖啡渣提取物的抑制效果显然是一个极好的机会回收这种类型的残渣,被视为废物(
表
从这项研究中可以得出以下结果:
抑制效率值HECG浓度和降低温度的增加而增加。
potentiodynamic极化的结果表明HECG影响阳极和阴极反应,允许一个混合型抑制通过一个简单的金属活性中心的堵塞。
朗缪尔吸附等温式被发现更好的描述实验结果报道在这项研究。同样,热力学参数获得这项研究表明HECG的存在增加了活化能,和负面的价值
然而,HECG有巨大的潜力作为C38钢铁缓蚀剂效率的一个重要值为92.71%,2 g / L的浓度在323.15 K。
使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。
作者宣称没有利益冲突。
我们感谢卡里Lamiae,空间和文化的实验室研究员,默罕默德总理字母和人文学院和大学Oujda参加审查的语言。