بازدارنده خوردگی آلی با استفاده از تولید و مشخصه یابی کره های توخالی کربن پایه گرافن

Fabrication and characterization of graphene-based carbon hollow spheres for encapsulation of organic corrosion inhibitors

چکیده

در تحقیق حاضر، کره های توخالی کربن (CHSs) با استفاده از روش قالب گیری سیلیکا تولید شده و سپس بازدارنده خوردگی ۲- مرکاپتوبنزیمیدازول (MBI) در CHS ها کپسوله شدند و عملکرد بازدارنده خوردگی آلی آنها روی زیرلایه فولادی و در محلول نمکی حاوی بازدارنده آزاد شده بررسی گردید. تأثیر اصلاح سطح سیلیکا (الگوی ساخت کره های توخالی) بر ساختار CHS بررسی شد و بدین منظور ساختار و مورفولوژی CHS های تولیدی با استفاده از میکروسکوپ الکترونی روبشی گسیل میدانی (FESEM)، میکروسکوپ الکترونی عبوری (TEM)، طیف سنجی پراش اشعه ایکس (XRD) و طیف سنجی رامان مورد بررسی و آنالیز قرار گرفت.

علاوه بر این، آنالیز توزین حرارتی (TGA)، طیف سنجی پراش انرژی اشعه ایکس (EDS) و طیف سنجی UV-vis برای مطالعه رفتار آزاد شدن بازدارنده MBI از کپسول های کربنی در مقادیر pH مختلف به کار گرفته شدند. عملکرد حفاظت از خوردگی CHS های دوپ شده با استفاده از پلاریزاسیون پتانسیودینامیک و طیف سنجی امپدانس الکتروشیمیایی (EIS) مورد ارزیابی قرار گرفت. نتایج نشان دادند که ساختار پوسته با استفاده از اصلاح سطح الگوی سیلیکا بین کربن آمورف و ساختار گرافنی قابل تنظیم است. هم چنین، آزاد شدن MBI از CHS به مقدار pH وابسته بوده و امکان حفاظت هوشمند از زیرلایه فولادی در محیط های خورنده را فراهم می کند.

جهت دانلود ترجمه تخصصی و فارسی این مقاله می توانید وجه آنرا پرداخت نموده و بلافاصله دریافت نمایید.

ABSTRACT

In this work, we synthesized carbon hollow spheres (CHSs) using the silica templating method, encapsulated 2- mercaptobenzimidazole (MBI) inhibitor in the CHSs and evaluated their corrosion inhibition performance upon exposure of mild steel to a saline solution containing the released inhibitor. The effects of silica template surface modification on the CHS structure was evaluated, while the structure and morphology of the synthesized CHS was analyzed using field emission scanning electron microscope (FE-SEM), transmission electron microscope (TEM), Raman spectroscopy and X-ray diffraction (XRD) spectroscopy.

Furthermore, thermogravimetric analysis (TGA), energy-dispersive X-ray spectroscopy mapping (EDS-mapping) and UV-vis were employed to evaluate the MBI release from carbon capsules at different pH values. Corrosion protection performance of the doped CHS was evaluated using potentiodynamic polarization and electrochemical impedance spectroscopy (EIS) techniques. The results showed tunability of the shell structure between an amorphous carbon and graphene structure using surface modification of the silica templates. Moreover, the MBI release from the CHSs showed to be pH-dependent allowing smart protection of mild steel when exposed to corrosive conditions.