بررسی الکتروشیمیایی و تئوری اثر بازدارندگی و جذب سطحی ترکیبات آلی به عنوان بازدارنده های خوردگی بر روی فولاد کربنی در محیط های اسیدی

امروزه یکی از روشهای بسیار مهم کاهش خوردگی در صنایع استفاده از ممانعت کننده های خوردگی است. تقریبا تمام ترکیبات بازدارنده مورد استفاده در صنعت نفت و گاز، ترکیبات دارای نیتروژن می¬باشند. از طرفی وجود الکترونهای π به دلیل پیوندهای چندتایی یا حلقه¬های آروماتیک در مولکول بازدارنده، انتقال الکترون از بازدارنده به فلز را تسهیل می¬کند. در این پژوهش جذب سطحی و رفتار بازدارندگی سه ترکیب آلی نیتروژن دار دارای حلقه¬های آروماتیک، 1-((2-هیدروکسی نفتالن-1-ایل)(فنیل)متیل)اوره(hnpu) ، 1-((4-کلرو فنیل)(2-هیدروکسی نفتالن-1-ایل)(فنیل)متیل)اوره (cphu) و 1-((2-هیدروکسی نفتالن-1-ایل)(4-متوکسی فنیل)متیل)اوره (hnmu)در محیط اسید سولفوریک و کلریدریک بر روی خوردگی فولاد کربنیst37 بررسی گردید. به این منظور از روشهای پلاریزاسیون پتانسیودینامیکی، کاهش وزن و طیف سنجی مادون قرمز استفاده و سپس نتایج با انجام مطالعات شیمی کوانتومی تایید شد. مورفولوژی سطح فلز، پس از انجام تست پلاریزاسیون در محلول حاوی ممانعت کننده ها توسط میکروسکوپ الکترونی روبشی (sem) بررسی شد. نتایج نشان داد که هر سه ممانعت کننده در دو محیط به صورت بازدارنده های مختلط عمل کرده، به طوریکه با افزایش غلظت بازدارنده، جریان خوردگی کاهش و درصد بازدارندگی افزایش یافته است. بررسی اثر دما حاکی از آن است که با افزایش دما، جریان خوردگی افزایش و پتانسیل خوردگی تقریبا بدون تغییر باقی می¬ماند. پارامترهای خوردگی به دست آمده نشان می دهد، cphu بالا ترین راندمان بازدارندگی را دارا بوده و ممانعت کننده مناسبی برای این آلیاژ می¬باشد. به طور کلی جذب هر سه بازدارنده در دو محیط اسیدی، روی سطح این آلیاژ، از ایزوترم لانگمویر پیروی می کند. فرآیند جذب به صورت ترکیبی از جذب فیزیکی و شیمیایی و به شکل خود به خودی و گرمازا و معمولا همراه با افزایش در آنتروپی می باشد. بررسی¬های کوانتومی نشان داد، که با کاهش elumo، ehomo و ممان دو قطبی و افزایش δe، راندمان بازدارندگی افزایش پیدا می¬کند. این نتایج تایید کننده جذب فیزیکی - شیمیایی بازدارنده-ها بر روی سطح فلز می¬باشد. نتایج حاصل از آزمایشات طیف سنجی مادون قرمز از تشکیل لایه های حفاظتی روی سطح آلیاژ بعد از غوطه وری در محلولهای اسیدی حاوی بازدارنده¬های cphu و hnpu حکایت می¬کند. همچنین بررسی¬هایsem نیز تصدیقی بر عملکرد جذبی بازدارنده¬ها می باشد.