A Luffa cylindrica levélkivonat zöld korróziógátló és adszorpciós jellemzői enyhe acélon, sósavas környezetben

O.O. Ogunleye

vegyészmérnöki tanszék, Ladoke Akintola Műszaki Egyetem, Ogbomoso, Nigéria

A.O. Arinkoola

vegyészmérnöki tanszék, Ladoke Akintola Műszaki Egyetem, Ogbomoso, Nigéria

c Kőolajmérnöki Tanszék, Afrikai Tudományos és Technológiai Egyetem (AUST), Abuja, Nigéria

O.A. Eletta

b Vegyészmérnöki Tanszék, Ilorini Egyetem, Ilorin, Nigéria

O.O. Agbede

vegyészmérnöki tanszék, Ladoke Akintola Műszaki Egyetem, Ogbomoso, Nigéria

Y.A. Osho

vegyészmérnöki tanszék, Ladoke Akintola Műszaki Egyetem, Ogbomoso, Nigéria

A.F. Morakinyo

vegyészmérnöki tanszék, Ladoke Akintola Műszaki Egyetem, Ogbomoso, Nigéria

J.O. Hamed

d Afrikai Regionális Űrtudományi és Technológiai Oktatási Központ angol nyelven, Obafemi Awolowo Egyetem, Ile-Ife, Osun állam, Nigéria

Absztrakt

A Luffa cylindrica levélkivonat (LCLE) korróziógátlását gravimetrikus, támadásmélységi és felületi elemzési technikákkal vizsgáltuk. Az inhibitor koncentrációk (0,50–1,00 g/l), a hőmérséklet (30–60 ° C) és a merítési idő (4–12 óra) hatását vizsgálták az extraktum gátlási hatékonyságán (IE) az enyhe acélon (MS). 0,5 M sósavoldatot. A javasolt inhibitor alkotóelemeit GC-MS alkalmazásával azonosítottuk. A táptalajoldatokat és az MS-n adszorbeált filmet FTIR spektrofotométerrel jellemeztük. A felületi morfológia és a támadási profil mélységének vizsgálatához SEM mikrogrammot és felületi tesztert alkalmaztunk. Az optimális IE 87,89%. Az MS-en végzett LCLE adszorpció a Langmuir izotermát és az ál-másodrendű adszorpciós kinetikát követte. Az optimális körülmények között kapott aktiválási energia (28,71 kJ/mol), entrópia (- 0,15 kJ/mol. K), átlagos entalpia (-28,00 kJ/mol) és Gibbs-mentes energia (-11,43 kJ/mol) exoterm folyamatot és fizikai adszorpciót jelez. gépezet. Az ebben a vizsgálatban elért eredmény jól hasonlított az MS korróziójának számos zöld inhibitorával.

1. Bemutatkozás

Számos ipari műveletnél nagyon gyakori az inhibitorok hozzáadása a folyadékokhoz a fémkorrózió mértékének minimalizálása érdekében. A vegyszereket általában a fémfelületekre alkalmazzák a végső simítási eljárások részeként a galvanizálás, festés vagy tárolás előtt (Bentiss et al., 1999). Patricia és mtsai. (2017) szerint a vegyi anyagok képesek eltávolítani a pikkelyeket, a szennyeződéseket és a könnyű rozsdát a fémfelületekről. Ettől eltekintve gyakran körülbelül 1% szerves korróziógátlót tartalmaznak a sav térfogatában, például sósavat. Szintetikus inhibitorokat széles körben alkalmaztak a fémfelületek korrózió elleni védelmére (Zhang et al., 2012; Markhali et al., 2013). Ezek az inhibitorok azonban mérgezőek, költségesek környezeti és biztonsági kérdésekkel. Széles körben beszámoltak olyan alternatív forrásokról, amelyek természetes termékeket, növényi kivonatokat és más környezeti szempontból jóindulatú szerves forrásokat jelentenek (Sharma et al., 2015).

A fém korróziója akkor történik, amikor két különböző elektrokémiai reakció kölcsönhatásba lép az anyag felületén. Ezen elektrokémiai folyamatok részletes ismeretében a korróziós sebesség előrejelzéséhez általában a potenciálelméletet alkalmazzák. Sok esetben ezek az adatok nem állnak rendelkezésre, amelyek magabiztosan korlátozzák a vegyes potenciálelmélet alkalmazását. A laboratóriumi méréseket ezért olyan vegyes potenciálelmélet alapján végezzük és értelmezzük, mint a polarizációs ellenállás, az elektrokémiai impedancia spektroszkópia (EIS) és az elektrokémiai zaj (Markhali et al., 2013; Ostovari et al., 2009; Kliskic et al., 2000). Ezek a módszerek fejlett eszközök és szakértői tanácsok használatát foglalják magukban, amelyek sok kutató számára gyakran nem állnak rendelkezésre. A gravimetriás alapú módszer, mint például a súlycsökkenés, integrált tömegveszteségi információkat szolgáltat egy bizonyos idő alatt bekövetkezett korrózióból. Az egyszerűség és a gazdaságosság miatt az általános korróziós arány mérésére általában gravimetriai módszereket alkalmaznak (Ogunleye et al., 2018). A gravimetriás alapú technikák azonban alkalmatlanok a korróziós arányok folyamatos terepi ellenőrzésére.

Ez a tanulmány gravimetrikus és kvalitatív technikákat alkalmazott egy másik környezetbarát anyag (LCLE) értékelésére, mérnöki inhibitorként történő alkalmazásra 0,5 M HCl-oldatba merített MS-en. Megállapítottuk az optimális kondíciót, kinetikát és termodinamikai paramétereket a maximális korróziógátláshoz az LCLE alkalmazásával.

2. Anyagok és felszerelések

A felhasznált fémszelvényeket, vegyi reagenseket, fogyóeszközöket és a Luffa hengeres üzemet mind helyben szerezték be. Érzékeny berendezéseket, például soxhlet készüléket, párologtatót, szárítót, vízfürdőt, mérlegmérleget és felületi tesztert (PCE-RT 11) használtunk a teszthez. Az anyagok és a kuponok jellemzését tömegspektrofotométerrel (GC-MS; AGILENT 5789A), Fourier transzformációs infravörös (FTIR; BRUKER TENSOR 27) és pásztázó elektronmikroszkóppal (SEM; ZEISS berendezés) felszerelt gázkromatográfiával végeztük.

2.1. A Luffa cylindrica levélkivonat kivonása és elemzése

A Luffa hengeres növény a kakukkfélék családjának tagja, sima és lekerekített alakú gyümölcsökkel. Nevezzük szivacs töknek, zöldség szivacsnak, fürdőszivacsnak vagy mosogatórongy töknek (Velmurugan et al., 2011). A Luffa növények más fizikai szilárd anyagokra mászva nőnek. Az érlelt Luffa hengeres növény tipikus leveleit az 1. ábra mutatja. A Luffa cylindrica növény szárított leveleit mechanikusan porítottuk fel, és az extrakció előtt kb. 20 μm-re szitáltuk. Körülbelül 100 g LCEC-port áztattunk 1000 ml etanolban egy soxhlet-extrakciós készülékben. Az extraktumot ezután rotációs bepárlóban betöményítettük és légmentesen steril tartályban tároltuk. Az extrakciós folyamat részletes leírása máshol elérhető (Noyel et al., 2015). Az extraktum alkotóelemét GC-MS alkalmazásával azonosítottuk. Az extraktumban jelen lévő domináns funkcionális csoportokat a korróziós vizsgálat előtt és után FT-IR segítségével azonosítottuk.