실험적 및 이론적 연구를 통한 C1018 강의 산세척을 위한 일부 신규 유기셀레늄 티오우레아 유도체의 부식 완화 특성

Jan 06, 2024

Scientific Reports 13권, 기사 번호: 9058(2023) 이 기사 인용

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두 개의 유기셀레늄 티오우레아 유도체, 1-(4-(메틸셀라닐)페닐)-3-페닐티오우레아(DS036) 및 1-(4-(벤질셀라닐)페닐)-3-페닐티오우레아(DS038)가 생성되었으며 FTIR 및 NMR(1H)을 사용하여 분류되었습니다. 및 13C). 몰 HCl에서 C-강 부식 억제제로서 위의 두 화합물의 효과는 전위차 분극(PD) 및 전기화학적 임피던스 분광법(EIS) 기술을 사용하여 평가되었습니다. PD 조사 결과에 따르면 DS036과 DS038은 혼합형 기능을 가지고 있는 것으로 나타났습니다. EIS 결과는 선량을 늘리면 C강의 분극 저항이 18.53에서 363.64 및 463.15Ωcm2로 변경될 뿐만 아니라 1.0mM의 DS036 발생 시 이중층 정전 용량이 710.9에서 49.7 및 20.5μF cm-2로 변경된다는 것을 보여줍니다. 및 DS038입니다. 1.0 mM 투여량에서 유기셀레늄 티오우레아 유도체는 96.65%와 98.54%의 가장 높은 억제 효율을 나타냈습니다. 억제 분자 흡착은 강철 기판의 Langmuir 등온선을 따라 진행되었습니다. 흡착 공정의 무흡착 에너지도 의도되었으며 C-강 계면에 결합된 화학적, 물리적 흡착을 나타냅니다. FE-SEM 연구는 OSe 기반 분자 억제제 시스템의 흡착 및 보호 능력을 뒷받침합니다. In Silico 계산(DFT 및 MC 시뮬레이션)에서는 연구된 유기셀레늄 티오우레아 유도체와 Fe(110) 표면의 부식성 용액 음이온 사이의 인력을 조사했습니다. 얻은 결과는 이들 화합물이 적절한 방지 표면을 만들고 부식 속도를 제어할 수 있음을 보여줍니다.

뛰어난 기계적 품질로 인해 탄소강(C강)은 해양 및 석유 부문을 비롯한 다양한 분야에서 광범위하게 사용되는 필수 소재입니다1. C강은 산성 환경, 주로 산업용 산 세척, 산 스케일 제거, 세척 및 유정 산성화에 사용되는 염산에서 쉽게 부식됩니다2. 연간 손실 비용은 수십억 달러에 달할 것으로 계산됩니다3. 금속의 부식을 방지하기 위해 코팅 및 증착을 포함한 많은 전략이 만들어졌지만4,5,6,7 부식 억제제의 사용은 여전히 ​​가장 좋고 가장 효율적인 전략 중 하나입니다8,9. 부식 억제제는 금속 표면에 대한 강력한 접착력으로 구별됩니다. 억제제가 부식을 신속하게 방지하므로 적당한 양의 억제제를 첨가하면 부식 속도가 즉시 감소합니다10.

이종 원자(황, 산소 및 질소)와 같은 흡착 중심이 풍부하기 때문에 유기 분자는 수성 조건에서 연강에 대한 효율적인 부식 억제제로 자주 활용됩니다. 이는 억제제를 비용 효율적으로 만듭니다7,11,12. 흡착 메커니즘에 의해 제어되는 금속 표면과 유기층 사이의 상호 접촉은 금속/용액 계면에서 양극 및 음극 부식 반응의 속도를 상당히 늦출 수 있습니다. 전기화학적 임피던스 분광법 및 전위역학 분극과 같은 전기화학적 기술은 부식 속도를 측정할 수 있지만 이론적 시뮬레이션은 금속과 억제제 사이의 상호 작용을 측정할 수 있습니다15.

유기셀레늄(OSe) 하이브리드는 최근 특히 재료 및 의약화학 분야에서 다양한 응용 분야로 인해 많은 주목을 받고 있습니다16,17. 셀레늄(Se)의 전례 없는 특성과 산화환원 특성은 OSe 제제의 잠재적인 생화학적 및 산업적 응용을 확보했습니다. Se의 유사체인 황, 질소 및 인에 비해 전기음성도가 낮고 크기가 크다는 점은 분극성이 높아져 친핵성이 높아지는 주된 이유입니다. 결과적으로 유기셀레늄(OSe) 화합물은 일반적으로 우수한 친핵체이며 잠재적인 촉매 및 킬레이트 활성을 가지고 있습니다. 황과 달리 Se는 반도체이며 광전도성 및 광전지 특성을 나타내므로 태양 전지, 나트륨 이온 배터리, 광전지 및 광도 측정기와 같은 재료 과학 및 전자 공학에 광범위하게 사용됩니다.