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Scientific Reports 13권, 기사 번호: 12169(2023) 이 기사 인용

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측정항목 세부정보

유기 화합물의 응용 중 하나는 산성 환경에서 부식 억제제로 활용하여 강철 부식을 줄이는 것입니다. 이들 억제제는 식염수(NaCl) 환경에서는 매우 우수한 억제 특성을 나타내지 않습니다. 이러한 환경(특히 Cl- 함유 배지)에서 이러한 억제제의 성능을 향상시키는 방법에 대한 많은 연구가 있었습니다. 제안된 방법 중 하나는 유기 억제제와 무기 억제제를 동시에 사용하는 것입니다. 이들 억제제의 시너지 효과는 철강 부식 감소에 유망한 결과를 보여주었습니다. 본 연구에서는 3.5wt.% NaCl 환경에서 철강의 부식을 제어하기 위해 질산세륨(III)과 인산삼나트륨(TSP)을 유기 및 무기 억제제로 사용하였다. 부식 측정은 EIS 및 분극법을 사용하여 3.5wt.% NaCl 환경에서 수행되었습니다. 표면 연구는 SEM, Raman, GIXRD 및 EDS 방법으로 수행되었습니다. 부식 연구(EIS 및 분극)에 따르면 Ce(NO3)3 500ppm과 TSP 500ppm을 3.5wt.% NaCl 매질에 첨가할 때 가장 높은 시너지 지수(1.27)와 억제 효율(73.7%)이 나타납니다. 달성. 또한 용액에 500Ce-500TPS를 첨가함으로써 강철의 icorr과 Rct는 각각 약 80% 감소하고 약 4배 증가하였다. Ce(NO3)3와 TSP가 동일한 비율로 존재할 때 부식에 대한 강의 성능이 향상되는 것은 소수성 조밀한 피막(Ce(OH)3, Ce/Fe-인산염 복합체로 구성됨)이 형성되었기 때문입니다. 금속 표면에. 이 주장은 SEM/EDS, Contact Angel, FT-IR 및 XRD 분석을 통해 입증되었습니다.

유명한 산업 등급 합금인 St-12 유형 강철의 부식에 대한 낮은 저항성은 응용 분야에서 까다로운 딜레마 중 하나입니다1,2,3. 이러한 문제를 최소화하기 위해 양극/음극 방지, 부식 방지 코팅 사용, 억제제 적용 등 다양한 방법이 제안되었습니다4,5,6. 이들 중에서 억제제는 사용 용이성과 저렴한 비용으로 인해 오늘날 더 많은 관심을 받고 있습니다. 억제제의 효율성과 억제 메커니즘은 여러 매개변수(예: 부식성 이온, 억제제의 화학 구조, 만난 표면의 흡수된 부위 수 등)와 관련됩니다7. 유기/무기는 화학적 구조에 따라 두 가지 주요 억제제 ​​그룹입니다8. 유기 억제제는 일반적으로 금속 표면에 차단막을 형성합니다. 그들은 구조에 전자가 풍부한 헤테로원자(O, N 및 S)를 포함하여 많은 작용기를 가지고 있습니다9,10,11. 반면, 무기 억제제는 양극/음극 반응을 지연시킬 수 있습니다. 이는 양극 또는 음극 반응에 대한 중요한 영향을 기준으로 양극 및 음극을 포함한 두 가지 주요 그룹으로 구분됩니다12. 유기 억제제는 산성 환경에서 잘 작동합니다. 많은 연구자들은 염분 환경에서 강철의 부식을 지연시킬 수 있는 유기 억제제(예: 3.5wt.% NaCl 용액)를 찾기 위해 열심히 노력해 왔습니다. 반면, 무기 억제제는 식염수 배지에서 우수한 성능을 나타냅니다. 강철은 일반적으로 물 저장 탱크, 해수 전이 파이프라인 등에서 식염수 공격으로 인해 부식을 겪습니다. 염분 환경에서 염화물 음이온은 강철 부식에 중요한 역할을 합니다. 유기 부식 억제제는 염화물이 풍부한 환경에서는 효율성이 좋지 않습니다. 따라서 유기 억제제와 무기 억제제를 결합하는 것은 최근 대부분의 연구에서 볼 수 있는 이 문제를 극복하기 위한 아이디어입니다.

크로메이트 및 아연 화합물은 각각 양극 및 음극 무기 억제제로서 중성염 함유 용액에서 다양한 금속에 대한 우수한 부식 억제제입니다. 그러나 환경적 위험으로 인해 다양한 조직에서 사용을 엄격히 금지했습니다15,16,17,18,19,20. 많은 유기 및 무기 부식 억제제가 크롬산염 대체재로 사용되었습니다. 최근 란탄족 원소(희토류 원소, REE) 화합물이 환경 친화적인 녹색 부식 억제제로 사용될 수 있다는 것이 입증되었습니다21,22,23,24. Ce 기반 염은 부식 억제제로 성공적으로 사용되었습니다. 이들 화합물은 약 1000ppm(~2.68mM) 농도에서 우수한 부식 방지 특성을 보여주었습니다. 세륨(III) 화합물은 음극 반응 속도를 감소시키고 Ce-산화물/수산화물 화합물의 형성을 통해 음극 부위를 차단할 수 있는 음극 억제제입니다. Ce(III) 화합물은 금속 표면 위에 조밀하고 결함 없는 막을 제공할 수 없기 때문에 강력한 억제제가 아닙니다.