调查5.5奥氏体不锈钢的腐蚀保护污染使用5-Azidomethyl-7-morpholinomethyl-8-hydroxyquinoline作为环保抑制剂磷酸

文摘

使用5-azidomethyl-7-morpholinomethyl-8-hydroxyquinoline(抗苗勒氏管激素)作为符合美国钢铁协会的321不锈钢的腐蚀抑制剂在5.5污染磷酸研究利用氢进化技术,线性极化曲线和阻抗光谱学。阻抗测量显示,符合美国钢铁协会的321的解散5.5污染磷酸被激活机制,控制不变甚至在不同浓度的抗苗勒氏管激素。极化结果表明,抑制能力增强了抑制剂浓度增加。抗苗勒氏管激素作为一种混合型抑制剂通过随机合金表面的吸附,无论发生反应的性质。符合美国钢铁协会的321表面的吸附抗苗勒氏管激素也讨论通过朗缪尔吸附等温式。提升解决方案温度对腐蚀的影响抑制性能进行了研究。量子化学和DFT方法也进行了研究,提供了一个逻辑,利用吸附的理论解释,在符合美国钢铁协会的321抗苗勒氏管激素的抑制作用。

1。介绍

不锈钢的不同属性,即机械强度和耐腐蚀性能即使在非常积极的环境,使他们非常常用磷酸制造工厂。氧化层出现在不锈钢的表面接触空气和/或水代表着一个屏障,保护这些材料对周围环境中不受欢迎的和破坏性的反应(1]。一般来说,不锈钢的耐腐蚀性主要取决于表面氧化膜的稳定增长。然而,氧化膜或钝化膜可以被严重改变工作条件(高酸度、高温度…)和工业酸杂质的存在。事实上,世界上大部分的磷酸生产湿法生产的,由磷酸反应自然与硫酸溶液过滤。这种技术产生一个包含几个磷酸杂质(卤素、硫酸盐、石膏颗粒…),可以破坏钝化膜保护,严重损害这些材料(2]。为了克服这个问题,使用抑制剂是一种有效和原方法对腐蚀现象。此外,抑制剂的使用常用的不锈钢零部件行业的经济负担使用材料和高水平的合金化元素,太贵了。抑制剂对防腐物质减慢或停止腐蚀过程后吸附在金属表面上。一般来说,物质抑制金属腐蚀的能力本质上取决于杂原子的存在(O, N, S…),其结构,其电子特性,芳香性和自然的轨道电子供体(3]。此外,作为抑制剂的使用更加严格的指导方针和紧急的生态方面,发展可降解和环境兼容或环保抑制剂已经成为一个很严重的问题4]。许多研究都集中在不锈钢的腐蚀抑制作用在酸性环境中,但很少有研究对集中和磷酸作为污染腐蚀介质(5,6]。8 -羟基喹啉分子及其衍生物被广泛使用的配体由于其不同的影响和对金属离子的络合性质有关。治疗水溶液含有重金属的选择性萃取的发展战略从他们的矿石和金属产品的药理活性仍可能的域的使用这些物质(7- - - - - -9]。5-Azidomethyl-7-morpholinomethyl-8-hydroxyquinoline 8 -羟基喹啉衍生物,是一种通过曼尼希反应萃取效率高和揭示了重要的抗氧化性能(10]。

本研究的目的是调查的抑制能力5-azidomethyl-7-morpholinomethyl-8-hydroxyquinoline符合美国钢铁协会的321不锈钢的腐蚀在磷酸介质污染5.5米,使用氢进化技术,极化曲线和阻抗光谱学。量子化学计算也定义了电子结构和分子的能量状态以及之间的关系的理论数据和抑制行为。

2。材料和方法

2.1。材料和测试解决方案

本研究材料测试是一个商业符合美国钢铁协会的321奥氏体不锈钢。这种材料是常用的几个行业包括石油、石油、医药、和电化学行业由于其强度,高品质、抗性好,可焊性,力学性能,和相对较低的成本11]。符合美国钢铁协会的321合金元素的重量百分比通过光谱分析表1。

图1说明了一个图像的光学显微镜AISI 321表面接受,显示单相奥氏体的颗粒的存在。使用符合美国钢铁协会的321标本有圆柱形式暴露面积1厘米²。标本受到机械处理,由抛光砂纸的不同粒径(120、240、600、1200、1500和2000年)。样品在丙酮超声脱脂和脱气,与双蒸馏水冲洗,干燥前用热风机安装在电化电池。

为了模拟这种材料的降解条件在磷酸生产工厂,污染磷酸是在不同的温度下使用。这个解决方案由一个商业酸浓度为5.5 M的类似工业磷酸(溶液的pH值为0.62);添加某些杂质起到了负面影响腐蚀不锈钢工业磷酸的过程。这些杂质的浓度2 wt。wt %和0.06。对H %₂所以₄和氯化钾(12]。污染的磷酸的名称将在所有这一切归咎于这个解决方案。

2.2。抑制剂分子

8 -羟基喹啉是最有趣的分子来源于喹啉杂环化合物,已经历了一个非常了不起的快速发展在过去的几年里。这些螯合剂的分析解决许多问题,因为他们的高效提取和他们的药理和生物活性7- - - - - -9]。在这项研究中,5-azidomethyl-7-morpholinomethyl-8-hydroxyquinoline(抗苗勒氏管激素),8 -羟基喹啉,导数是作为抑制剂的符合美国钢铁协会的321 5.5污染磷酸。这个分子的化学结构如图2。使用的抗苗勒氏管激素不同浓度从0.5到5更易/ L,污染和磷酸溶液在缺乏抗苗勒氏管激素被作为比较空白。

2.3。氢进化技术

测量在腐蚀过程中释放的氢被认为是一个简单而可靠的方法来调查在酸性环境中抑制剂的防护性能。传统的减肥方法有一定的缺点,有时候很难解释的结果,尤其是在处理钝化材料。氢进化速率的测量进行了20°C使用简单的装配如图3。

不锈钢样品被放置在一个锥包含积极的解决方案。管道是用于连接锥型倒置的量筒,安装槽。汽缸最初充满了积极的解决方案。氢释放样品进入气缸,逐步取代了解决方案。因此,进化的氢气量容易衡量阅读解决方案的位置水平量筒(13]。

抑制剂效率直接从公布的氢气的体积计算以下关系: 在哪里和氢气在没有进化和抑制剂的存在,分别。

2.4。电化学测量

所有的电化学测试,即与时间、极化曲线和阻抗光谱学,实现了电化学设备涉及三种电极:铂辅助电极,另一个电极(Cl|Hg₂Cl₂(甘汞)|Hg|Pt)作为参比电极,符合美国钢铁协会的321作为工作电极。使用生物测量进行了SP 150恒电位仪恒流器,由EC-Lab V11.01分析软件。的机械预处理样品证明不足以消除之前表面形成的氧化层。因此,潜在的−1 V / SCE申请任何电化学测试开始前15分钟。符合美国钢铁协会的321样品的电化学行为抑制和不受约束的解决方案是阳极和阴极极化曲线研究了录音。的潜在应用于不同标本逐步南加州爱迪生公司1.2−0.8 V / V / SCE扫50 mV·敏率⁻¹。极化数据被使用EC-Lab V11.01软件和塔菲尔外推法之后获得腐蚀电流密度值。抑制效率计算的测量值使用以下关系: 在哪里和分别是不羁和抑制腐蚀电流密度。

电化学阻抗谱(EIS)的测量进行了60分钟的浸泡后放弃潜在的解决方案对大气开放。正弦波电压10 mV之间将达到峰值,峰值频率10⁵和10⁻²赫兹。中提供的阻抗图是预示和奈奎斯特表示。阻抗曲线拟合是由EC-Lab V11.01软件。每个实验重复三次检查再现性。从电荷转移电阻抑制效率计算值使用以下方程: 在哪里和的电荷转移电阻没有抑制剂的存在,分别。

2.5。量子化学研究

5-Azidomethyl-7-morpholinomethyl-8-hydroxyquinoline(抗苗勒氏管激素)勾勒出使用GaussView 5.0程序,和高斯09年w在量子计算软件采用几何优化。抗苗勒氏管激素电子性质进行了密度泛函理论(DFT) B3LYP混合功能与我基础集。这种方法被选中,是因为它的高精度和可靠性。它需要更少的计算时间和为中型和大型有机分子提供了相同的精度。溶剂效应计算中考虑。参数估计理论量子分子能量( ),最低未占据分子轨道的能量( ),最高占据分子轨道的能量( ),能量带隙( ),和偶极矩( )。额外的参数,即化学硬度( ),电负性( ),和部分电子转移( ),也计算使用以下关系: 在哪里是铁电负性(= 7 eV)和是铁的硬度(= 0),不锈钢的假设参数类似于铁因为符合美国钢铁协会的321包含超过65%的铁。

3所示。结果与讨论

3.1。氢进化

金属腐蚀在酸性环境中,大量的H₂发布的阴极反应是金属的腐蚀量成正比。因此,测量随着时间的推移,金属表面上的氢气气体可以在腐蚀过程中提供有价值的信息。增加抗苗勒氏管激素的浓度的影响符合美国钢铁协会的321的腐蚀抑制蘸5.5污染评估磷酸通过记录氢气释放了48小时的进化。结果如图所示4。为了保证结果的再现性,经历三次被处决,结果下面的平均测试报告。

很明显,释放氢气的体积增长几乎线性的曝光时间。应该指出的是,从山坡上可以确定腐蚀速率的曲线,这意味着腐蚀速率没有明显改变。符合美国钢铁协会的321标本没有抗苗勒氏管激素表现出最高的H₂值在整个测试发布。添加不同浓度的抗苗勒氏管激素原因逐渐降低H₂释放,即。,a decrease in the corrosion rate of AISI 321. This behaviour can be justified by the rise in the concentration of AMH that causes an increase in the surface of AISI 321 wrapped by the inhibitor [13]。抑制效率随着提升抗苗勒氏管激素浓度和达到最大值97.4%浓度的5更易/ L。相应的效率略有增加随着时间的推移,这可能是由于adsorption-desorption平衡前进方向的位移和/或符合美国钢铁协会的321表面氧化膜的生长变得更加稳定和保护的曝光时间。符合美国钢铁协会的321年5.5污染磷酸氧化建议一般腐蚀特点是损失厚度很容易被一个简单的表面通过肉眼观察(图5)。此外,符合美国钢铁协会的321的循环potentiodynamic阳极极化5.5污染磷酸在20°C后一个小时的浸泡时间注册(图5),显示一个叠加的向前和向后的曲线,表明没有任何稳定的表面点蚀(14]。在这种情况下,氢释放的结果允许量化损伤(厚度损失的单位时间),通过使用下列关系: 在哪里腐蚀速率(厘米/年),是H₂发布的每单位的表面和时间(L·厘米⁻²·年⁻¹),摩尔体积(24.055 L·摩尔⁻¹在20°C下气氛),是不锈钢的摩尔质量(克/摩尔),然后呢是合金密度(克/厘米吗³)。

厚度损失值的结果符合美国钢铁协会的321在5.5污染磷酸和添加不同浓度的抗苗勒氏管激素和相应的效率,推导出从氢进化测试,如表所示2。的相对较大的值符合美国钢铁协会的321厚度的连续接触被污染的磷酸表明这是不抵抗的媒介。添加不同浓度抗苗勒氏管激素改善了耐腐蚀的表面吸附,从而降低了腐蚀速率。符合美国钢铁协会的321减少的损失厚度和达到最小值的0.05毫米/年的浓度5更易/ L,这对应于97.6%的效率。因此,这种合金的使用变得与采用特殊不锈钢高合金元素(12]。

这些结果证实,符合美国钢铁协会的321的抗苗勒氏管激素有效防止腐蚀。这种方法的优点是简单的执行,不需要一个重要的设置,但没有提供额外的信息隐含在腐蚀过程的机制。

3.2。开路电位((OCP)和塔菲尔极化测量

开路电位代表测量电压当没有电流流动的细胞。记录这种潜在的随着时间的推移可以提供有价值的信息对金属表面的状态和可能发生的变化。此外,一些方法如阻抗的有效性是建立在稳定的(OCP潜力。图6代表的演变(OCP符合美国钢铁协会的321和5.5污染磷酸溶液中时间没有和在不同浓度的抗苗勒氏管激素在20°C。

在所有情况下,(OCP价值随时间变化对少负电位。符合美国钢铁协会的321上的氧化膜的形成及其增长后,其表面与磷酸溶液的交互感应的增强(OCP价值(15]。因为重要的铬水平(19.1%),可以确保一个稳定的发展符合美国钢铁协会的321表面氧化层,表面氧化发展收益直到达到一个稳定的厚度在周围介质(12]。它可以很容易地看到,抗苗勒氏管激素的存在取代所有的向更阳极(OCP值浓度进行了研究。(OCP maximum-recorded间隔势没有和添加不同浓度的抗苗勒氏管激素的浓度大约是19号5更易/ L。假设后Pradityana et al。16),这可能表明,抗苗勒氏管激素作为混合型缓蚀剂由于这种差异不超过85 mV。积极的(OCP转变抑制剂的存在表明,抗苗勒氏管激素可以抑制符合美国钢铁协会的321腐蚀主要是控制阳极过程。然而,没有一个直接和明显的稳态之间的联系的潜力和抗苗勒氏管激素的浓度。

为了确定阳极和阴极的机制和动力学符合美国钢铁协会的321腐蚀及其抑制剂的添加,修改的样品极化cathodically, anodically情节potentiodynamic极化曲线。符合美国钢铁协会的321的电位关系5.5污染与不同浓度的磷酸抗苗勒氏管激素在图7。从极化曲线中提取的电化学参数,包括混合潜力( ),腐蚀电流密度( ),临界电流密度( ),钝化电流密度( ),和抑制效率( )聚集在表3。应该注意的是,发生的主被动转型的阳极区曲线限制了潜在的塔菲尔区间线性行为,这使得它很难准确地指定相应的塔菲尔切线。然而,根据其他作者(17,18),阴极还原的推断必须足以确定腐蚀电流密度的塔菲尔外推法放弃潜力。这迎面而来的将提供净值放弃潜在的阴极过程的速率。以及净值的阳极反应速率的放弃潜在的被其他nonelectrochemical方法检查(19]。

在所有情况下,potentiodynamic极化曲线表现出相同的一般形式,被动区间的特点是低电流密度之间的和微不足道的依赖和应用潜力,如图7。

potentiodynamic极化结果表明,抗苗勒氏管激素的存在削弱了阳极溶解,降低阴极上的氢还原符合美国钢铁协会的321的位置。阴极曲线指数进步塔费尔直线表明符合美国钢铁协会的321表面发生的氢还原一个纯粹的激活机制。抗苗勒氏管激素的增加并不大大改变塔费尔斜率值,这意味着添加抑制剂对质子还原机制几乎没有影响。这个事实之间的直接关系强化了考虑当前的减少和抑制剂的覆盖面积,特别是在描述抗苗勒氏管激素的吸附及其不反应的金属表面的阻塞。无论抗苗勒氏管激素的浓度添加到激进的解决方案,无论是主被动潜力( )还是transpassive潜力( )符合美国钢铁协会的321的影响。然而,相应的临界电流( )抗苗勒氏管激素浓度的增加逐渐降低。是符合美国钢铁协会的321的最大活性峰值电流密度发生删除之后,由于在合金表面氧化膜的发展。抑制剂的存在被发现减少临界电流,从而支持一个氧化膜的形成,导致一个更稳定的氧化物范围和较低的氧化溶解的,如图7(13,20.]。这些结果表明,抗苗勒氏管激素的角色混合抑制剂为符合美国钢铁协会的321 5.5污染磷酸。中提供的数据表3表明,增加抗苗勒氏管激素浓度降低了腐蚀电流密度( )和抑制效率,增加更多的阳极的腐蚀电位值的变化。抑制效率随抗苗勒氏管激素浓度达到最大值95.57% 5更易/ L的抑制剂。

3.3。电化学阻抗谱(EIS)分析

定义的变化引起的抗苗勒氏管激素在接口符合美国钢铁协会的321/5.5 M H₃阿宝₄并调查的稳定符合美国钢铁协会的321表面形成钝化膜,一个阻抗进行了分析。尼奎斯特和波德图符合美国钢铁协会的321记录电压稳定器的条件下经过一个小时的浸泡在5.5磷酸没有污染和抗苗勒氏管激素的存在。结果见图8。

奈奎斯特曲线有几乎相同的形状为所有抗苗勒氏管激素的浓度,表明腐蚀机制没有改变的添加抑制剂如极化曲线所示。这些图显示单一的不完美和抑郁半圆形频率范围,这意味着金属氧化由电荷转移反应控制(13,21]。显著增加电容half-loop大小观察抗苗勒氏管激素浓度的上升,表明抑制效率抑制剂的浓度的函数,这可能与抑制的吸附和强化电影符合美国钢铁协会的321表面。波德表示,所有曲线都小于90°。这意味着使用固定相的元素(CPE)而不是电容必须占金属/溶液界面的非理想的行为(2]。大多数电化学系统揭示这种行为通常归因于几个因素,包括冶金问题(表面粗糙度、存在缺陷、晶界杂质的存在,等等),从解决方案(在溶液中吸附的化合物)或反应本身(多孔层的形成,腐蚀产物…)。该元素的阻抗是定义如下12]: 在哪里是CPE因素,是角频率(rad·s⁻¹), 是虚数,CPE指数。

利用阻抗分析和解释的界面行为的自由和抑制的解决方案符合美国钢铁协会的321 5.5污染磷酸,调整过程使用电子等效电路被处决。从波德图,只有一次性常数是杰出的整个频率范围研究 (频率)的阴谋。因此,一个简单的反电路(图9)组成的一个无报酬的解决方案电阻( )和一个常数阶段元素(CPE)在平行于感应电流的阻力在我们的例子中使用。发现了一个优秀的EIS数据的拟合系数的10⁻³使用下面提到的电路。

阻抗参数来源于使用EC-Lab等效电路模型程序展示在表4和拟合曲线绘制奈奎斯特图在图中的实线8 (b)。

的检查结果表明,抑制效率变得越来越重要的价值与抗苗勒氏管激素浓度的增加,达到97.53%的效率5更易/ L,同意氢进化方法的结果(96%)和极化曲线的(95.57%)。可以看出,随着抗苗勒氏管激素浓度上升,减少,从254.3μF·厘米⁻²71.5(空白)μF·厘米⁻²(5更易/ L)。双层pseudocapacitance的降低可能是由于减少当地的介电常数和/或电双层厚度的增长符合双层的表达能力提出了亥姆霍兹模型(22]: 在哪里真空介电常数( ), 是相对介电常数的层,介质的厚度在m,是米的面积²。

符合美国钢铁协会的321表面的吸附抗苗勒氏管激素降低其电电容取代化合物最初表面吸附(溶剂分子和其他杂质出现在解决方案)(13,23]。此外,获得阻抗情节揭示一个电容循环的发生,也就是说,通过简单的金属表面吸附发生抗苗勒氏管激素作为主要接口的覆盖率和抑制剂(13,24]。

3.4。吸附等温式

抗苗勒氏管激素的腐蚀抑制作用主要取决于其表面上的吸附符合美国钢铁协会的321 5.5污染磷酸。因此,吸附等温线是非常重要的在描述的模式抑制剂分子在金属表面的吸附根据他们的浓度。最常用的是朗缪尔吸附模型,弗伦德里希,Bockris-Swinkel,弗洛里温度哈金斯,Temkin, El-Awardy, Frumkin等温线。所有这些等温线可以表示如下(25]: 在哪里 是配置的因素,选择模型和假设的函数建立了推导的等温线。是表面覆盖指示,抑制剂浓度的解决方案,大小比例,分子间相互作用的因素,吸附的平衡常数。前面的结果表明,抗苗勒氏管激素抑制腐蚀反应的不反应的堵塞符合美国钢铁协会的321面。在这种情况下,抑制剂干预只有减去一部分表面从基本反应,阳极和阴极的极化曲线。因此,电流之间的关系可以建立在没有和抑制剂的存在,表面覆盖,抑制效率。

试图从先前的结果调整获得的数据在不同的吸附等温线表明,朗缪尔吸附等温式是最适合解释抗苗勒氏管激素的吸附行为在符合美国钢铁协会的321 5.5污染磷酸。策划 vs。一条直线(图10)和回归系数( )团结和斜率接近,表明抗苗勒氏管激素的吸附符合美国钢铁协会的321表面遵循朗缪尔吸附等温式由以下方程: 在哪里吸附/解吸平衡常数和吗抑制剂浓度的解决方案。

吸附剂材料通常是由固体基质组成许多不同的网站能够绑定到抑制剂。吸附过程被认为是一个协会之间的反应抑制剂和表面活性位点导致吸附复杂(molecule-metal表面)有一个关联的平衡常数, 。这种联系可以是静电根据能量或化学结合试剂。基于朗缪尔模型,连续单层均匀固体表面周围的抑制剂的不锈钢和每个抑制剂分子占领一个活跃的阳极或阴极极化曲线如图所示的26]。吉布斯吸附的能量可以从adsorption-desorption平衡常数的值(估计 )获得以下关系: 在哪里 是通用气体常数,是K (K)的绝对温度,是吸附的吉布斯自由能,55.5是水的浓度,然后呢是adsorption-desorption平衡常数。

计算吸附自由能量−28.8 KJ·摩尔⁻¹,这意味着表面抗苗勒氏管激素的吸附符合美国钢铁协会的321是一个自发的过程,反映了稳定的吸附复杂(27]。的计算值隔20到−−40焦每摩尔建议一个强大的抗苗勒氏管激素之间的相互作用和表面符合美国钢铁协会的321,和主导地位的相互作用包括物理吸附和化学吸附的物理吸附作用[28]。

3.5。的腐蚀抑制作用机制

值得一提的是,在酸性的解决方案,有机抑制剂分子可以使质子化,即。,他们可以存在于阳离子形式(29日]。因此,在酸溶液中,中性分子和阳离子形式的抑制剂可以存在。

从之前的研究中,取决于它的总电荷的吸附抑制剂和金属的表面电荷。内在的潜力金属决定了其表面电荷;它的区别是自由潜力( )和潜在的零电荷(PZC) [30.]。

PZC是每个电化学接口所独有的一个潜在的,解决方案/金属界面不带电的地方研究pH值和双层几乎不再存在。EIS被用来评估零电荷电位。

EIS实验进行的扫描应用操作潜在(阳极和阴极电位)排除(OCP潜力。通过测量获得的PZC值最低双层电容( )或最大极化电阻( )对电极电位。

图11显示双层电容的发展和应用潜力的决心的零电荷电位点符合美国钢铁协会的321包含5毫米的抗苗勒氏管激素5.5米被污染的磷酸。

电容的情节与潜在的抛物线形状和估计的PZC值大约是−432 mV。免费的321合金的腐蚀电位根据(OCP结果−225 mV。因此,内在的潜力 ,这表明,金属表面带正电的PZC相比。这些结果表明,阴离子,氯化物和硫酸盐离子将经历一个静电吸引(物理吸附)对带正电的金属表面,形成阴离子的主要吸附层氧化膜。321年合金在我们的案例中,铬和镍中存在钝化膜(Cr₂O₃)和(NiO) (29日]。第一阴离子的吸附后,电极表面将成为带负电荷;因此,质子化了的抑制剂分子将被物理连接第一吸附层交互。

此外,抗苗勒氏管激素中性分子可以吸附在321合金表面通过化学吸收作用机制,涉及水分子从表面的位移和共享电子通过其活性中心(30.]。

3.6。温度的影响

为了调查的影响提升的介质温度对腐蚀行为符合美国钢铁协会的321抗苗勒氏管激素的抑制性能,极化曲线是意识到在温度20至60°C(图12),在没有和5更易/ L的抑制剂的存在后一个小时的浸泡。相应的数据如表所示5。几乎所有的曲线保持相同的一般形式,以被动间隔。在图12(一个),很明显,提高酸温度影响同时阴极和阳极反应。气温上升的还原催化质子和涉及到被动的电流密度增加。transpassive潜力值几乎保持不变甚至氯化的有害影响的温度上升,其他研究中(2]。发生扩散的高原在温度大于或等于50°C抗苗勒氏管激素的存在表明,阴极电流随温度的增加也由于减少O₂。测试进行了细胞接触环境空气和缺乏风潮。众所周知,氧气浓度随温度的上升而减小。然而,氧的扩散系数与温度提高,这意味着更高的阴极电流密度。

符合美国钢铁协会的321的腐蚀抑制效率在5.5污染磷酸用抗苗勒氏管激素有所下降的温度增量20到60°C。抗苗勒氏管激素的解吸是赞成在升高的温度下。这表明抑制发生的静电吸附抑制剂与相对较高的能量,这就解释了小效率随着温度的降低。活化腐蚀抑制过程的参数可以使用阿仑尼乌斯方程(方程(调查14))和过渡态理论(方程(15)): 在哪里 , ,和的表观活化能、活化焓和熵。阿伦尼乌斯的因素,理想气体常数,阿伏伽德罗常数,是板材的常数。

的值获得使用方程(14)通过绘制与 (图(13日)),而和值获得使用方程(15)通过绘制 与 (图13 (b))。结果在表中做了总结6。

一个线性的变化 是观察到的,这意味着一个活跃的含义的过程。活化能是定义为能量,需要一个试剂生成产品。的抑制的解决方案的价值大于不羁的解决方案,这表明合金的抗苗勒氏管激素的解体是缓慢的和更多的紧急能源31日]。这可能是合理的,因为事实上存在的抗苗勒氏管激素诱发腐蚀过程的额外的能量,这有益能源上涨增加抗苗勒氏管激素的浓度。温度升高时,明显减少抗苗勒氏管激素的吸附表面的不锈钢建议和相应的增量在腐蚀发生的速率。此外,抑制的解决方案是低于无拘束的解决方案,根据一些积极迹象 。这一事实证实的腐蚀过程的吸热特性符合美国钢铁协会的321。另一方面,熵值有负面迹象表明减少随机性从试剂形成激活产品。换句话说,激活复合病原反应步骤中获得的一个协会的试剂,从而导致更多的有序元素(32]。

3.7。表面分析

确认抗苗勒氏管激素的抑制效果,从电化学实验记录,符合美国钢铁协会的321不锈钢,SEM(扫描电子显微镜)图像表面的二次电子模式获得沉浸在放任自流和抑制5.5磷酸溶液(5.10⁻³在12 h(图)14)。给出相应的谱光谱图15。

中给出的窄沟未腐蚀的区域可能归因于由磨料抛光跟踪文件。根据SEM图像(图(14日)),表面明显受到积极的解决方案和显示一个非常粗糙的表面形态与众多蛀牙。添加抗苗勒氏管激素的腐蚀介质导致形成光滑和均匀表面没有坑相比空白的解决方案。这种差异是由于抗苗勒氏管激素分子的吸附和表面保护层的形成符合美国钢铁协会的321不锈钢。另一方面,铁和EDX Cl数据的峰值是由于一般在酸性腐蚀介质(4]。增加碳的峰值样品中观察到抑制的解决方案,这证实了这一事实抗苗勒氏管激素分子吸附符合美国钢铁协会的321不锈钢表面形成保护膜。

3.8。计算的细节

量子化学方法已成为一种可行的方法来确定几个分子性质(精力充沛的状态,电子密度,几何优化…),因此这些属性相关的各种活动的分子。在这方面,可以通过链接控制效率和抑制机制获得的实验结果与理论(33,34]。图16代表了最优空间安排和抗苗勒氏管激素的HOMO和LUMO的模式。一般来说,这张图显示分布的电荷在不同类型的受体和捐赠者债券中描述基态和第一激发态的分子。获得理论量子参数总结在表7。

首先,它是发现,分子能量有负值,这意味着抗苗勒氏管激素在水溶液热力学稳定。调查和理论上是重要的发现分子的电子性质。积极的绿色阶段代表了电子密度的增长,而消极的红色阶段代表电子密度的降低。

往往被视为能力的化合物提供电子一个合适的底物有一个空,低能量轨道(金属衬底d-vacant轨道在我们的例子中),在吗反映出分子接受电子的倾向。越低的能量分子,其接收电子的概率越高(35- - - - - -37]。应该注意的是,化合物可以进行亲电攻击和整个原子亲核攻击网站的高密度HOMO轨道和高密度的LUMO轨道,分别为(38,39]。分析后得到的理论结果,很明显,分子quasiplane结构,它允许增加表面覆盖的抑制剂分子少用原子不包括多层吸附的方式证明了EIS测试和吸附等温线(效率高在一个相对较低的浓度)。的价值表明分子供应的一个重要概率电子与分子自由金属轨道。然而,有一个负号,有利于分子在金属表面的物理吸附而不是化学吸收作用[40与吸附的结果),在协议的能量。值得指出的是,high-gap能源( )值意味着高电子稳定,然后低反应性,而低价值意味着它将更容易移去一个电子从人类到四个轨道,这可能会导致一个有趣的抑制性能(22]。的价值我们目前的情况表明,抗苗勒氏管激素有很强的吸附能力在不锈钢表面,这对应于(AISI更加稳定 )复杂。此外,抗苗勒氏管激素的LUMO HOMO轨道描绘在图16都集中在芳香环和氧原子。显然,他们首选的部分分子,提高其吸附在金属表面上。另一方面,文学不代表明显的偶极矩和抑制行为之间的相关性。然而,大多数研究人员承认,抑制效率应该改进高偶极矩由于取向作用[40]。结果表明,抗苗勒氏管激素高价值,考虑可能的抑制效率的贡献。较低的价值和高价值暗示抗苗勒氏管激素拥有一个重要的柔和自然,允许它提供电子从金属和伟大的吸引电子的能力,导致有益的交互,因此较高的腐蚀抑制作用(22]。另一个必须考虑的重要参数是电子转移的分数( )(41]。文献假定如果迁移是严格正的,电子从分子到衬底如果是严格-从底物分子。在我们的例子中,值是负的,这意味着更有可能将电子从金属抗苗勒氏管激素。

4所示。结论

本研究处理的应用是一个环保的复合,5-azidomethyl-7-morpholinomethyl-8-hydroxyquinoline(抗苗勒氏管激素),作为一种抑制剂对腐蚀现象符合美国钢铁协会的321 5.5污染磷酸。抗苗勒氏管激素作为一个极好的符合美国钢铁协会的321年5.5污染腐蚀抑制剂磷酸的解决方案。抗苗勒氏管激素的抑制效率是提高浓度的增加,达到96%的平均价值5更易/ L的抑制剂基于三种使用方法。抗苗勒氏管激素的抑制作用是由其表面上的吸附符合美国钢铁协会的321。吸附过程是自发的,遵循朗缪尔吸附等温式。的价值表示一个物理吸附和化学吸附的参与物理吸附作用的主导地位。进行了量子化学计算,提供了合理的解释为研究分子的吸附和抑制效果。可以观察到一个好的协议通过比较实验数据和理论计算。这些集合的结果表明更大的抗苗勒氏管激素来防止腐蚀的性能即使在相对较低的浓度。

数据可用性

使用的数据来支持本研究的发现可以从相应的作者。

的利益冲突

作者宣称没有利益冲突有关的出版。

确认

作者欣然承认同行的科学家和他的同事们的帮助和支持,参与这项工作。

引用

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