Características de mitigação de corrosão de alguns novos derivados de tiouréia de organoselênio para decapagem ácida de aço C1018 via estudo experimental e teórico

Jul 30, 2023

Scientific Reports volume 13, Número do artigo: 9058 (2023) Cite este artigo

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Dois derivados organoselênio tioureia, 1-(4-(metilselanil)fenil)-3-feniltioureia (DS036) e 1-(4-(benzilselanil)fenil)-3-feniltioureia (DS038) foram produzidos e categorizados usando FTIR e NMR (1H e 13C). A eficácia dos dois compostos acima como inibidores de corrosão de aço C em HCl molar foi avaliada usando as técnicas de polarização potenciodinâmica (PD) e espectroscopia de impedância eletroquímica (EIS). Os resultados do PD indicam que DS036 e DS038 possuem recursos de tipo misto. Os resultados do EIS mostram que o aumento de sua dose não apenas altera a resistência de polarização do aço C de 18,53 para 363,64 e 463,15 Ω cm2, mas também altera a capacitância da dupla camada de 710,9 para 49,7 e 20,5 μF cm−2 na ocorrência de 1,0 mM de DS036 e DS038, respectivamente. Na dose de 1,0 mM, os derivados organoselênio tioureia exibiram a maior eficiência de inibição de 96,65% e 98,54%. A adsorção da molécula inibidora ocorreu ao longo da isoterma de Langmuir no substrato de aço. A energia livre de adsorção do processo de adsorção também foi pretendida e indicou uma adsorção química e física combinada na interface C-aço. Os estudos de FE-SEM suportam a capacidade de adsorção e proteção dos sistemas inibidores de moléculas à base de OSe. Em cálculos Silico (simulações DFT e MC) explorou a atração entre os derivados de tioureia organoselênio estudados e ânions de solução corrosiva em uma superfície de Fe (110). Os resultados obtidos mostram que esses compostos podem formar uma superfície preventiva adequada e controlar a taxa de corrosão.

As excelentes qualidades mecânicas fazem do aço carbono (aço C) um material essencial com amplo escopo de uso em diversas áreas, incluindo os setores marítimo e petrolífero1. Aços C são facilmente corroídos em ambientes ácidos, principalmente em ácido clorídrico que é usado para decapagem industrial, decapagem ácida, limpeza e acidificação de poços de petróleo2. O custo da perda anual pode ser calculado em bilhões de dólares3. Embora muitas estratégias, incluindo revestimento e deposição, tenham sido criadas para evitar a corrosão dos metais4,5,6,7, o uso de inibidores de corrosão ainda está entre as melhores e mais eficientes estratégias8,9. Os inibidores de corrosão distinguem-se pela sua forte capacidade de adesão a superfícies metálicas. A taxa de corrosão é imediatamente reduzida quando o inibidor é adicionado em quantidades modestas, uma vez que previne rapidamente a corrosão10.

Devido à sua abundância em centros de adsorção, como heteroátomos (enxofre, oxigênio e nitrogênio), as moléculas orgânicas são freqüentemente utilizadas como inibidores de corrosão eficientes para aço doce em condições aquosas. Isso torna os inibidores econômicos7,11,12. Os contatos mútuos entre a superfície do metal e a camada orgânica, que são controlados por um mecanismo de adsorção, podem diminuir significativamente a velocidade das reações de corrosão anódica e catódica na interface metal/solução13,14. Enquanto técnicas eletroquímicas como espectroscopia de impedância eletroquímica e polarização potenciodinâmica podem medir a taxa de corrosão, simulações teóricas podem medir as interações entre metais e inibidores15.

Híbridos de organoselênio (OSe) recentemente ganharam muita atenção como resultado de suas diversas aplicações, particularmente em materiais e química medicinal16,17. As características inéditas do selênio (Se) e as propriedades redox garantiram as potenciais aplicações bioquímicas e industriais dos agentes OSe18. A menor eletronegatividade e o tamanho maior do Se em comparação com seus análogos enxofre, nitrogênio e fósforo são as principais razões para sua maior polarizabilidade e, portanto, nucleofilicidade17. Consequentemente, compostos organoselênio (OSe) são geralmente bons nucleófilos e possuem potencial atividade catalítica e quelante17. Ao contrário do enxofre, o Se é um semicondutor e apresenta propriedades fotocondutoras e fotovoltaicas, sendo, portanto, amplamente utilizado na ciência dos materiais e na eletrônica, como células solares, baterias de íons de sódio, fotocélulas e medidores de luz17.